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

Tuffare regler vid miljözoner

Transportstyrelsen föreslår att fordon som inte får köra in i en miljözon inte heller ska få stanna eller parkera där. Kraven föreslås gälla där kommunen erbjuder möjlighet att parkera inom en miljözon och ska underlätta kommunernas övervakning.

Nu är det premiär för nya Porsche Cayenne Coupé

Renault startar pilotprojekt med V2G

Renault startar nu det första storskaliga pilotprojektet med reversibel elektrisk laddning, V2G (vehicle-to-grid). Renaults växelströmsteknik gör det möjligt att placera den reversibla laddaren inuti fordonet, vilket innebär att det endast krävs en enkel och billig anpassning av befintliga laddningsstationer.

Volvo Cars öppnar sitt digitala säkerhetsbibliotek för alla

Volvo Cars gör för första gången sin kunskap inom säkerhet lättillgänglig i ett centralt digitalt bibliotek som man uppmanar bilindustrin att använda, eftersom det ligger i allas vårt intresse att göra vägarna säkrare.

Halvt ton vattenpipstobak värt flera miljoner i beslag vid razzia mot bilverkstäder

En riktad insats mot bilverkstäder och biltvättar i Botkyrka och Huddinge medförde flera gripanden och beslag av misstänkt stöldgods, kontanter och tobak till vattenpipor.

Nya säkerhetslösningar aviserade av Volvo Cars

Nyhetsbrev

”Vi fortsätter att satsa på elektrifiering”

Sverige ska fortsätta att satsa på elektrifiering av fordonsflottan, och en lösning för att hejda exporten av el- och hybridbilar är på gång. Det avslöjade infrastrukturministern på en pressträff.

Arkiv

Mekonomen sjösätter nytt koncept

Mekonomen-koncernen är i all tysthet på väg att etablera ännu ett varumärke på Sverigemarknaden – Bilxtra, som i Norge är en känd kedja av verkstäder och butiker.

I nya Corolla överlever batteriet bilen

Toyota satsar stenhårt på hybriddrivlinan med nya Corolla – en bilmodell där batteriet väntas hålla längre än själva bilen.

”Självklart att tredje part ska testa våra bilar”

SFVF lanserade nyligen erbjudandet oberoende begagnat-test för bilhandlare. På bilföretaget Kamux är det sedan länge externa företag som testar och går igenom bilarna man säljer.

Svenskt cleantech-bolag lanserar eldriven lätt lastbil

​Elfordon ställer nya krav på underleverantörer

Koenigsegg drar in 3,5 miljarder på nya Jesko

LBM Autoparts utökar med fler renoveringskit

DRF och MRF inleder samarbete

Styrelserna och ledningarna i DRF (Däckspecialisternas Riksförbund) och MRF (Motorbranshens Riksförbund) har beslutat att inleda ett samarbete mellan de båda organisationerna.

Godkänd Bilverkstad växer med 200 verkstäder

Godkänd Bilverkstad tar ett rejält kliv framåt när alla VW Group-auktoriserade serviceverkstäder ansluter sig till den nya kvalitetsstandarden.

Därför satsade Hellstens på begagnat

Bilia stöttar Motorbranschcollege

En av Europas största bilkedjor – Bilia – har valt att stötta Motorbranschcollege. Att företag vill engagera sig i Motorbranschcollege är centralt för att stärka utbildningskvaliteten på gymnasieskolornas fordonstekniska utbildningar och öka intresset för utbildningen.

”Vi vill gå i konfrontation med bilmotståndarna”

Lexus öppnar sushirestaurang i Stockholm

I Tokyo driver Yuki Chizui restaurangen som revolutionerat sushivärlden. Tillsammans med Lexus öppnar hon nu en svensk pop up-replika för att hylla japansk hantverksskicklighet och innovationskraft – och fortsätta utmana förlegade fördomar och gamla myter.

Trafikpoliser i Stockholm på skolbänken för att lära sig mer om riskerna med gas- och elfordon

Det var stort intresse vid en föreläsning om riskerna med i gas och e-fordon för Stockholms läns trafikpoliser. Aktualiserat efter den svåra gasbussolyckan i Stockholm nyligen.

Dramatisk ökning av stenskott/Varje år rapporteras över 400 000 glasskador

Antalet glasskador till följd av stenskott har ökat dramatiskt i Sverige de senaste tjugo åren, visar en genomgång som försäkringsbolaget If gjort.

PWR Racing tar steget till WTCR med erfarna förare

PWR Racing satsar på ung talang och mångårig erfarenhet i WTCR - FIA World Touring Car Cup presenterad av Oscaro. De två förare som kommer att representera PWR och CUPRA Racing i WTCR är 22-årige spanjoren Mikel Azcona, regerande mästare i TCR Europe och Daniel Haglöf, flerfaldig mästerskapsvinnare och medgrundare av PWR Racing.

Blocket sparkar ut bilhandlare som inte följer ARN:s beslut

Dussintalet bilföretag riskerar sparkas ut från Blocket efter att Sveriges Televisions program Plus avslöjat att de klandrats av Allmänna Reklamationsnämnden.

Nytt rekordår för DEFA

"Riskerna med elbilar är överdrivna"

Snart kommer nya Land Rover Defender

Så mycket lastade första MB-lastbilen

”Det går åt fel håll”

Opel gör trendbrott med vinst

Ny lacktillbehörsserie från Axalta

Gratis app ger rätt oljekvalitet

”Man måste vara snabb på bollen”

Bosch Car Service certifierade 2 verkstäder på 2 dagar

1

Biltillverkarna nonchalerar att stöldsäkra nyckellösa bilar

Se alla Företagens egna nyheter

Fordonsbelysning - Volkswagen Transporter

Drivaxlar till senaste Mercedes C-klass

Nya drivaxlar till Tesla Model S

Fabriksrenoverad Bosch original dieselspridare till Citroen och Mini Cooper

Världens första självkörande buss som klarar alla väglag har Nokian Hakkapeliitta däck

Reparationssats växellådan ZF BMW GS6-45

Verktygsvagnen för framtidens verkstad

Byta bromsar?

Trådlös Back-TV sats 7"

ColorGlo öppnar nu upp i Blekinge

Vikbara lagerlådan som reducerar volym

Bak- & Arbetsljus

Ny Volvoaxel

Vad gäller angående företagscertifikat för AC-maskiner?

Drivaxel till nyare Volvo och Ford

Drivknut till Dacia Duster

Välkommen Kristian Ljungqvist,

Fordonsel

Fabriksrenoverad original dieselspridare till VW

Säkra din nyckelförvaring

Nokian Tyres återigen ett av de mest hållbara bolagen i världen

Reparationssats till differentialen i Nissan Navara/Pathfinder

Ännu en ny Volvoaxel

Extrem helsyntetisk motorolja för racing

Fordonsbelysning - Volkswagen Caddy

Sänd till en kollega

0.124