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.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

VW och Ford i global allians för transportfordon

Nu kommer de nya registreringsnumren

BMW Motorrad visar upp självkörande motorcykel

Under elektronikmässan Consumer Electronics Show (CES) i Las Vegas bjöd BMW Motorrad på show med den självkörande motorcykeln BMW R 1200 GS.

Laddbara bilar ökade med 52 procent förra året

Det finns nu totalt finns 68 805 laddbara bilar i trafik i Sverige vilket nästan är en fördubbling sedan förra årsskiftet.

Kinesiskt fastighetsbolag tar kontroll över Nevs

Volkswagen-koncernen satte nytt rekord 2018

Nyhetsbrev

Legenden återvänder

En helt ny Toyota GR Supra, femte generationen av Toyotas legendariska sportbil och den första globala GR-modellen från TOYOTA GAZOO Racing, har haft världspremiär på North American International Auto Show i Detroit.

Arkiv

Volvo Car Sverige förändrar sin ledningsgrupp

Volvo Car Sverige gör från och med den 1 februari ett par förändringar i företagets ledning och hos sina dotterbolag.

Dieselbilägare stämmer VW för avgasmanipulering

Olja från uttjänta däck kan fungera som drivmedel

Den pyrolysolja som Enviro utvinner från uttjänta däck kan användas som drivmedel. Det har RISE tillsammans med Enviro och Ragn-Sells kommit fram till i forskningsprojektet som startade i oktober 2017.

Förlust för Audi ifjol

Fler nya bilar klarar högre krav på autobroms

Folksams lista över 2019 års mest säkra och bränslesnåla bilmodeller innehåller skärpta krav för autobroms för fotgängare och filbytesvarnare och 40 bilmodeller har klarat de skärpta kraven. Det står för 15 procent av alla nybilar.

Idag presenterar Ford Motor Co. Och Volkswagen Group ett nytt samarbete

”Det kommer ta tid att laga väggen”

Nu är var tredje bil på Europas vägar vit

Ford vill dra ned i Europa Flera tusen jobb hotas

Ford Motor Co. drar ner verksamheten ordentligt i Europa. Tusentals anställda får gå samtidigt som olönsamma marknader lämnas. Detta för att vända förlusterna till vinst, rapporterar flera medier.

Han satsar på ny elbil med ny batteriteknologi

Nytt släckmedel kan hejda bilbränders spridning

Ursprungligen är släckmedlet AVD (Aqueous Vermiculite Dispersion) framtaget för att släcka bränder i litiumjonbatterier. Men nya tester visar att AVD också kan användas för att hejda ett snabbt brandförlopp.

Bildar nytt företag inom grön el

KGK blir distributör för Launch diagnostik i Sverige

Bildelsstölder - stigande trend

Stölderna av bildelar har stadigt ökat sedan 2012, men 2018 kanske bjuder på ett trendbrott.

TEMA olja: Med varumärket som dörröppnare

Veoneer fick order för 56 milijarder kronor under 2018

Veoneer, Inc. uppnådde rekordhög orderingång för helåret 2018. Orderingången för 2018 beräknas totalt vara värd 5,9 miljarder USD, vilket motsvarar ett genomsnittligt ordervärde på mer än 1,2 miljarder USD per år.

Dieselskandalen långtifrån över

Ny UV-grundfyller från Basf

CHEF-intervju: ”Vi var lika ställda som alla andra”

Ford lanserar ny generation Transit i år

TEMA olja: De är världens 10 största oljejättar

Ny vd för Circle K Sverige AB

Högsby är Årets Bilkommun 2018

PowerCell i nytt samarbete med Bosch om bränslecellsstackar

Ny el-suv som kan ge Tesla Model X en match

Här är tekniken som ska sänka bränsletörsten med en tredjedel

Rasmus Lindh vinner KAK Performance Prize 2018

Wayke släpper budgivningstjänst för begagnatbil

Fordonsindustrin presenterar ”kravlista” för konkurrenskraft

Se alla Företagens egna nyheter

Nokian Tyres förnyar sina däcketiketter – Framhäver kvalitet från Norden

Halvaxel till Saab och Opel

Genom grönländska glaciärer med Nokian Hakkapeliitta däck

Ny drivknut till Nissan X-Trail och Qashqai

Triscan hjälper grossister att utveckla verkstadssystem! Varför nu det?

HOUSEGARD brandsläckare Lithium

BEST BRAND in Aircon service

Knutkors till Land Rover och Range Rover

Drivaxel bak till BMW 5-serie

HBA är ny distributör av LAZER på den svenska marknaden

Högt i tak - Trånga golvytor?

Ny kardan till Audi och VW

Vägen till det mest omfattande sensorprogramet till eftermarknaden

Kopplings-kit DSG!

Lagersats till Ford differentialen!

Drivknut bak till Hyundai

Miljö- och Kemidagarna 2019: anmäl dig i januari och få rabatt!

Reparationskit till BMW diffen HAG215

Äkta oktanbooster för racing

LED arbetsbelysning

Ny drivknut till Hyundai

Ny Volvoaxel

Nytillverkad spridare till Opel

Hjullager med nav till Audi

Dieselpump till Renault

Sänd till en kollega

0.106