یک استارت‌آپ به نام سینونوس(Sinonus) که از دل دانشگاه فناوری چالمرز(CTU) بیرون آمده است، با مقصد منقلب کردن صنعت حمل و نقل با مواد فیبر کربن پیشگامانه خود که قادر به ذخیره انرژی الکتریکی می باشند، تاسیس شده است.

پژوهشگران می‌گویند، این نوآوری پتانسیل افت وزن خودروها و هواپیماها را تا ۵۰ درصد دارد.

این ماده هم به گفتن یک جزء ساختاری و هم به گفتن یک باتری عمل می‌کند و نیاز به باتری‌های سنگین جداگانه را از بین می‌برد.

کوششهای قبلی برای ساخت باتری‌های ساختاری تبدیل سلول‌هایی با خواص مکانیکی خوب یا خواص الکتریکی خوب شده است.

لیف آسپ استاد مکانیک مواد و محاسباتی در دانشگاه فناوری چالمرز می‌گوید: ما در اینجا با منفعت گیری از فیبر کربن موفق به طراحی یک باتری ساختاری با ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی و استحکام رقابتی شده‌ایم.

این کار می‌تواند به گسترش وسایل نقلیه الکتریکی سبک‌تر و کارآمدتر با برد طویل‌تر و هواپیماهای سبک‌تر با افت مصرف سوخت پشتیبانی کند.

بهینه‌سازی وسایل نقلیه

مارکوس زتراستورم مدیرعامل سینونوس اظهار داشت که آنها یک کامپوزیت ابتکاری فیبر کربنی را گسترش داده‌اند که به گفتن باتری نیز عمل می‌کند.

او گفت: با جایگزینی بخشی از مواد ساختاری در کاربردهای گوناگون با کامپوزیت چند منظوره ما می‌توان ظرفیت ذخیره‌سازی الکتریکی را بدون افزودن وزن یا حجم افزایش داد. از طرف دیگر این نوآوری می‌تواند وزن و حجم سیستم را افت دهد و در عین حال ظرفیت باتری(یا ترکیبی از آن) را نگه داری کند.

در حالی که چگالی انرژی این ماده تا این مدت در حال گسترش است، زتراستروم می‌گوید که چگالی انرژی آن اکنون بین ۲۵ تا ۵۰ درصد باتری‌های لیتیوم-یون معمولی است.

به حرف های آسپ در حالی که باتری‌های ساختاری امکان پذیر به همان سطح کارایی باتری‌های سنتی نرسند، قابلیت تحمل بار ساختاری آنها اجازه می‌دهد تا دستاوردهای قابل توجهی در سطح سیستم داشته باشند.

او گفت: مسئله کلیدی این است که خودروها را بر پایه وزن، استحکام، سفتی و خواص الکتروشیمیایی بهینه کنیم. این چیزی همانند به نحوه تفکر جدیدی برای قسمت ماشین است که زیاد تر برای بهینه‌سازی اجزای جداگانه منفعت گیری می‌شود. علاوه بر این، چگالی انرژی کمتر باتری‌های ساختاری، آنها را نسبت به باتری‌های استاندارد ایمن‌تر می‌کند، به ‌اختصاصی این که این باتری‌ها حاوی مواد فرار نیستند.

سال‌ها پژوهش و پیشرفت‌های متعدد

گسترش باتری‌های ساختاری در دانشگاه فناوری چالمرز نتیجه سال‌ها تحقیق و پژوهش از جمله اکتشافات قبلی در رابطه انواع خاصی از فیبر کربن بوده است.

در یک مطالعه nv دانشگاه فناوری چالمرز در سال ۲۰۱۸ پژوهشگران دریافتند که باتری‌های ساختاری مبتنی بر فیبر کربن می‌توانند وزن وسایل نقلیه و هواپیماها را به مقدار قابل توجهی افت دهند.

در سال ۲۰۲۱ آنها با اظهار ساخت باتری ساختاری با کارکرد ۱۰ برابر نسخه‌های قبلی به نقطه عطف قابل توجهی دست یافتند.

این باتری از فیبر کربن به گفتن یک الکترود، رسانا و مواد باربر به طور همزمان منفعت گیری می‌کرد و چگالی انرژی ۲۴ کیلوگرم بر وات‌ ساعت را نشان می‌داد که تقریباً ۲۰ درصد در قیاس با باتری‌های لیتیوم-یون ظرفیت داشت.

سینونوس قبلاً با جایگزینی باتری‌های AAA در دستگاه‌های کم‌مصرف، قابلیت این فناوری را با پیروزی نشان داده می بود.

این شرکت اکنون بر روی بهینه‌سازی این فناوری برای کاربردهای بزرگتر از جمله وسایل نقلیه الکتریکی و هواپیماها متمرکز است و به طور فعال با شرکای صنعتی برای تسریع در ادغام این ماده نوآورانه در مطرح‌های خود همکاری می‌کند.

ترکیبی از افت وزن، افزایش منفعت‌وری انرژی و افزایش ایمنی، این فناوری را به یک تحول دهنده بازی با پتانسیل تحول شکل آینده حمل و نقل تبدیل می‌کند.