23948sdkhjf

Den ”elektriska” bilen lagrar energi i karossen med hjälp av kolfiber

| Av Olle Holm | Tipsa redaktionen

Ökad användning av kolfiber kan dessutom minska fordonets vikt vilket ger längre körsträcka per laddning för elfordonet. En ny studie som leds av Chalmers visar att det går att lagra energi direkt i kolfiber som batterielektroder.

Det öppnar nya möjligheter för så kallade strukturella batterier, där kolfibern blir en del av energisystemet. Den här typen av multifunktionella material kommer att kunna minska vikten väsentligt i framtidens flygplan och bilar – vilket är en nyckelutmaning för elektrifiering.

Passagerarflygplan måste bli betydligt lättare än idag för att kunna drivas med el. Även för bilar är minskad vikt mycket betydelsefullt för att körsträckan per batteriladdning ska kunna bli längre.

Leif Asp, professor i material- och beräkningsmekanik på Chalmers, forskar om kolfibrernas förmåga att utföra fler uppgifter än att enbart vara förstärkningsmaterial. De kan till exempel lagra energi.

– En kaross skulle då inte bara vara ett bärande element utan också fungera som batteri, säger han. Kolfibern kommer även att kunna användas för andra ändamål så som att ta tillvara på rörelseenergi, till sensorer, och som ledare av både energi och data. Om alla dessa funktioner var delar i en bilkaross eller ett flygplansskrov så skulle det kunna minska vikten med upp till 50 procent.

Leif Asp har lett en tvärvetenskaplig grupp av forskare som nyligen publicerade en studie om hur kolfibrers mikrostruktur påverkar deras elektrokemiska egenskaper, det vill säga deras förmåga att fungera som elektroder i litiumjonbatterier. Detta har hittills varit ett helt outforskat område.

Forskarna har studerat mikrostrukturen hos olika typer av kommersiellt tillgängliga kolfibrer. De har upptäckt att kolfiber med små och svagt orienterade kristaller har goda elektrokemiska egenskaper men lägre styvhet relativt sett. Jämför man detta med kolfiber som har stora och orienterade kristaller så är styvheten visserligen högre, men de elektrokemiska egenskaperna är för låga för att kunna användas i strukturella batterier.

– Nu vet vi hur multifunktionella kolfibrer ska tillverkas för att uppnå hög energilagringsförmåga och samtidigt tillräckligt hög styvhet, säger Leif Asp. Att gå ner lite i styvhet är inga problem för många tillämpningar, såsom bilar och cyklar. Marknaden domineras idag av dyra kolfiberkompositer med en styvhet som är anpassad för flygplan. Här finns det alltså möjlighet för kolfibertillverkarna att utöka sitt sortiment.

I studien hade kolfibertyperna med goda elektrokemiska egenskaper något högre styvhet än stål, medan den typ som hade för dåliga elektrokemiska egenskaper är drygt dubbelt så styv som stål.

Forskarna samarbetar med både bil- och flygindustri, och Leif Asp säger att det för flygindustrins del kan vara aktuellt att öka kolfiberkompositernas tjocklek för att kompensera för minskad styvhet hos strukturella batterier. Det skulle i sin tur också öka kapaciteten för energilagring.

– Nyckeln är att optimera fordonen på systemnivå – utifrån både vikt, hållfasthet, styvhet och elektrokemiska egenskaper. Det är lite av ett nytt sätt att tänka för fordonsbranschen, där man är mer van vid att optimera enskilda delar. Strukturella batterier kan kanske inte bli lika effektiva i sig som traditionella batterier, men eftersom de har en strukturell lastbärande förmåga så kan man göra mycket stora vinster på systemnivå.

– Den lägre energitätheten hos strukturella batterier skulle dessutom troligtvis göra dem säkrare än vanliga batterier, särskilt i kombination med att de inte skulle innehålla några flyktiga ämnen.

Forskningen har finansierats av Vinnova, Energimyndigheten, Vetenskapsrådet, och Alistore European Research Institute.

 

 Illustration: Yen Strandqvist

Bildtext: Forskarnas vision är fordon där stora delar av bilkarossen eller flygplansskrovet består av strukturella litiumjonbatterier. Multifunktionell kolfiber kan på samma gång fungera som batterielektroder och bärande material.

 



Håll dig uppdaterad med Motor-Magasinet
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Inläggen nedan modereras inte i förväg och omfattas därmed inte av webbplatsens utgivningsbevis.
Startsidan just nu

AB Volvo stämmer Scania på 10 miljoner

AB Volvo har lämnat in en stämning mot Scania till patent- och marknadsdomstolen.

VW:s implementering av e-strategin får stor betydelse för de anställda

Mercedes på digitaliseringsresa genom Sverige

Låg framtidstro för dieseldrivna fordon

Fullt krig om köparna mellan begagnade bil-sajter

PSI Motor satsar för framtiden

Nyhetsbrev

Nyhetsbrevet skickas tisdagar och torsdagar.

Se det senaste nyhetsbrevet. Annonsera i nyhetsbrevet

1

Hjälp oss att utveckla MotorMagasinet

Delta i vår läsarundersökning! Vi skulle gärna vilja att du tar chansen att påverka och utveckla innehållet i MotorMagasinet.

Arkiv

Vianor lockades av däck på vagn

TEMA VERKSTADSUTRUSTNING: När Vianor skulle byta ut sina gamla pallställage föll valet på däcksställ från Optimel. Anledningen var lösningen med vagnar i botten av ställen.

De vill förvara däcken på vagnar

Branschmöte om allvarliga säkerhetsrisker kring e-fordon

Säkerhetsfrågor kring e-fordon har diskuterats på ett stormöte i Kista med representanter för delar av fordonsbranschen, Volvo, Scania, Dafo, Fogmaker, SFVF m fl. Bakom arrangemanget stod forskningsinstitutet RISE.

1

Fordonsutbildning garanterar elever provanställning i sex månader

ProMeister Solutions och Lärande i Sverige tar nästa steg i framgångsrikt utbildningssamarbete och garanterar alla elever jobb.

Försäljningen av begagnade bilar fortsatte att minska under tredje kvartalet

Så ska PSA bredda eftermarknadsaffären

Nu lanserar franska PSA-koncernen sitt nya servicekoncept för verkstäder – Euro Repar - och de riktar sig enbart till märkesauktoriserade verkstäder.

Zlatan delade ut Volvo Car-stipendium på 1 miljon till idrottsföreningen Grunden Bois

Bilister "knuffar" undan tvåhjulingar från p-platser

Parkeringsskadorna för MC ökar nu i Stockholms stad. Tidigare har man trängt ihop sig i MC-rutorna för att så många som möjligt ska få plats. Där har man varit fredad från parkeringsskador. Nu är situationen förändrad. Och bilägarna är irriterade på att tvåhjulingar tar upp hela p-rutor.

SFVF i nytt avtal med Branschkontroll

Sveriges Fordonsverkstäders Förening har ingått avtal med Branschkontroll för att utföra samtliga tekniska kontroller av alla Certifierad Verkstad samt Eurogarant.

Ford lanserar nytt supermaterial

Därför är rost ett större problem på elbilars bromsar

Han knäcker koden till bilens styrdon

Verkstäderna får allt oftare problem med att återmontera styrdon på nyare bilar. Vi bad en expert på området förklara varför och hur han bär sig åt för att lösa problemet.

Här är jobben som behöver tillsättas i Skåne fram till 2020

Han har reningstekniken som kan ge fordonstvättarna rent miljösamvete

”Kinesiska tillverkare vill ta över stafettpinnen”

Här är vinnarna på Motorgalan 2018

Bilder från Motorgalan

Årets Bilsäljare är Marcus Korner

Årets Fordonstekniker är Niklas Persson på BeOs Bilservice

Årets butik är MECA Skellefteå

Speedy Bilservice Örebro prisas som Årets Verkstad

Årets Reservdelsperson är Gunilla Rubinstein

Årets Hållbarhetsprofil är Stefan Rasteby

Årets servicerådgivare är Peter Lidin på Berners

Atteviks, Nässjö är Årets Skadeverkstad

Anna Widholm är Årets Lackerare

Årets Ledare är John Marnell, vd på JBil

Rejmes Halmstad är Årets Marknadsförare

Årets Produkt eller Tjänst togs hem av ProMeister Solutions

Se alla Företagens egna nyheter

Driftsäker DC/DC omvandlare 24 volt till 13,8 volt

28 ColorGlo specialister på årets möte

MERCEDES-BENZ godkänner Lukoil.

TENNECO signs definitive agreement to acquire ÖHLINS RACING A.B

Startproblem och bristande dragkraft på PSA 1.6 HDI?

Nokian Tyres är Sveriges mest rekommenderade däckmärke

Utökat sortiment på fram / bakvagn

LED arbetsbelysning

Drester GP Filter eQ från Hedson

Utveckling och investering i Triscans gasfjäderproduktion

En livfylld marknadsplats

-Spelar startmotorns kuggantal någon roll vid byte?-

Bannerbow

Män, yrke och cancer - movemberkampanj

LED arbetsbelysning 40 W med värmelins

Aktuell statistik om däck

Drivaxel till Kia Ceed

Ditt ljus i höstmörkret

Extraljusramp på hela 270W

Olja- och filterpaket till DSG

Intelligenta vattenpumpar från Schaeffler

Dubbelkopplingar från LuK

Nya drivaxlar till nyare Volvo-modeller

Maxtel Evapor Ledramp 23,5"

Dags för däck

Sänd till en kollega

0.342