Исследователи из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, работающие в рамках проекта Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety (SABERS), добились прогресса в разработке инновационного аккумулятора – более легкого, эффективного и безопасного в сравнении с аналогами, используемыми сейчас в промышленности. Речь идет о твердотельном аккумуляторе, который по характеристикам значительно превосходит литий-ионные аналоги.
Производительность аккумуляторов является ключевым аспектом в разработке экологически чистых видов транспорта, таких как электрические самолеты. Батареи должны хранить огромное количество энергии, необходимой для питания самолета, при этом они должны иметь небольшую массу и разряжаться с определенной скоростью.
Для создания такого аккумулятора в SABERS использовали инновационные материалы, которые прежде не применялись в этой сфере. За счет этого исследователям удалось добиться существенного прогресса. За последний год им удалось увеличить скорость разряда батареи сначала в 10 раз, а потом еще в 5 раз, приближая разработку к цели – созданию батареи для питания самолета.
Использование инновационных материалов также позволило внести ряд изменений в конструкцию и способ упаковки твердотельных аккумуляторов. Это помогло уменьшить их массу и увеличить емкость. Вместо того, чтобы размещать каждый отдельный элемент аккумулятора в отдельном стальном корпусе, как это делается в случае с литий-ионными батареями, все элементы аккумулятора SABERS могут быть уложены вертикально внутри одного корпуса. Используя такой подход, исследователи наглядно показали, что твердотельные батареи могут питать машины с мощностью 500 Вт-ч/кг – вдвое больше, чем у современных электромобилей.
“Такая конструкция не только устраняет 30-40% массы батареи, но и позволяет нам удвоить или даже утроить энергию, которую она может хранить, что значительно превосходит возможности литий-ионных батарей, которые считаются передовыми”, – сообщил один из участников проекта SABERS Рокко Виджано.
Безопасность является еще одним из ключевых требований для использования батарей в электрических самолетах. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, твердотельные батареи не загораются при физическом повреждении и могут продолжать работать даже в таком состоянии. Исследователи SABERS испытали свою батарею при разных давлениях и температурах. В итоге было установлено, что она может работать при температурах почти в два раза более высоких, чем литий-ионные аккумуляторы, причем без необходимости задействования сложных систем охлаждения. (3dnews/Машиностроение Украины и мира)