Upotreba kevlara će doneti pet puta veću autonomiju elektromobila

Istraživački tim Univerzitat u Mičigenu je uspeo da značajno uveća energetsku gustinu baterija putem upotrebe aramidnih nanovlakana dobijenih reciklažom kevlara.

U segmentu električnih vozila, onom u kom je autonomija jedan od ključnih parametara i uzrok nervoze vozača takvih automobila, ponajpre zbog nedostatka adekvatne infrastrukture za dopunu gorivom, tema unapređenja baterijskih ćelija u smislu uvećanja skladišnog kapaciteta, čini se ključnom ako se koncept elektromobilnosti želi učiniti održivim.

Shodno tome, uspesi koje obezbede istraživači, poput ovog koji su zabeležili ovi s Univerziteta u Mičigenu, bude optimizam, pošto rezultati njihovog rada mogu doneti vidan napredak na polju energetske gustine baterija koje koriste električni automibili.

Kevlar kao ključan element u procesu

Konkretno, grupa istraživača je uspela da stabilizuje hemijsku reakciju između anode litijuma i sumporne katode na litijumskoj bateriji, pa je tako moguće dobiti materije sa značajno većim kapacitetom od do sada uobičajenog.

To je postalo moguće zahvaljujući činjenici da je energetska gustina uvećana za pet puta u ovom novom procesu koji se oslanja na upotrebu kevlara, odnosno više ispravno je reći da se oslanja na upotrebu recikliranih aramidnih nanovlakana dobijenih iz kevlara.

Ova aramidna mreža olakšava protok jona između litijuma i sumpora, a takođe pomaže i da se spreči stvaranje polisulfida i drugih ostataka koji smanjuju kapacitet i izdržljivost baterije. Dodatno, saglasno navodima iznetim u naučnom izveštaju, proces osigurava da baterije utemeljene na istom mogu da izdrže više od hiljadu ciklusa dopune, što bi trebalo da omogući očekivani korisni vek upotrebe u trajanju od najmanje deset godina.

„Postoji niz naučnih izveštaja u kojima se tvrdi da je omogućeno nekoliko stotina ciklusa dopune za litijum-sumporne baterije, ali to dolazi na štetu drugih parametara poput pobrojanih, to jest: kapaciteta, brzine punjenja, otpornosti i bezbednosti,“ kaže Nikolas Kotov, uvaženi profesor hemijskih i elektronskih nauka i inženjeringa sa Univerziteta Irving Lengmir, koji je vodio ovo istraživanje.

„Samu bateriju krasi konstrukcija koja je zamalo idealna, s kapacitetom i efikasnošću koji se graniče s teoretskim limitima,“ tvrdi Kotov. „Baterija je i u stanju da se nosi s ekstremnim temperaturama koje su uobičajene tokom eksploatacije u automobilu, od zagrevanja tokom ciklusa dopune, pa sve do izlaganja jakoj sunčevoj svetlosti, ili hladnoći koja je karakteristična za jake zime.“

Šta je to kevlar

Kevlar predstavlja para-aramidno sintetičko vlakno otporno na toplotu, sa molekularnom strukturom mnogih međulančanih veza koje ga čine neverovatno jakim. Poznat po upotrebi u pancirima, kevlar se takođe može koristiti u drugim vidovima primen, pre svega zahvaljujući visokom odnosu zatezne čvrstoće i težine.

Ovaj materijal je osmislio pionirski istraživač polimera Stefani Kvolek. Hemijska struktura kevlara se sastoji od nekoliko ponavljajućih međulančanih veza. Ovi lanci su isprepleteni vodonikom i pružaju zateznu čvrstoću koja je deset puta veću od čelika slične težine.

Takođe, vlakna kevlara su tako gusto ispredena (nabijena) da je praktično nemoguće rastaviti ih. Kada ih dodirne metak ili bilo koji drugi projektil koji se kreće velikom brzinom, kevlar ga hvata dok apsorbuje i rasipa njegovu energiju. Kevlar je isto tako poznat po svojoj otpornosti na rezove i perforacije, pa i po toplotnoj otpornosti, jer pruža zaštitu od temperatura do 426 ºC. Pride, otporan je i na topljenje, kapanje ili sagorevanje,

Samo ime kevlar je registrovano, to jest zaštićeno kao intelektualna svojina u vlasništvu kompanije DuPont, dok se jedinjenje zapravo zove poliparafenilen tereftalamid.

AutoRepublika

(1983)