Baterai Masa Depan Tidak Berbobot dan Tidak Terlihat

Baterai Masa Depan Tidak Berbobot dan Tidak Terlihat

[ad_1]

Perusahaan kedirgantaraan yang sudah mapan seperti Airbus dan perusahaan rintisan seperti Zunum telah bekerja pada pesawat penumpang listrik selama bertahun-tahun. Tetapi bahkan jika berhasil, mengemas bidang yang penuh dengan sel konvensional memiliki beberapa risiko keamanan yang besar. Korsleting pada unit baterai besar dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan yang merusak. “Sektor kedirgantaraan sangat konservatif, dan mereka gugup mengemas pesawat dengan baterai bertenaga sangat tinggi ini,” kata Greenhalgh. Bahan kimia baterai yang muncul, termasuk elektrolit padat, dapat menurunkan risiko, tetapi memenuhi kebutuhan energi yang sangat besar dari jet penumpang masih merupakan tantangan besar yang dapat diatasi dengan baterai struktural.

Sebagai bagian dari proyek Sorcerer, Asp dan rekan-rekannya menciptakan baterai struktural yang terbuat dari lapisan tipis serat karbon yang dapat digunakan untuk membangun bagian kabin atau sayap pesawat. Baterai eksperimental yang dikembangkan oleh tim Sorcerer telah meningkatkan sifat mekanik dan kepadatan energi secara signifikan dibandingkan dengan baterai yang mereka produksi selama inisiatif Penyimpanan satu dekade sebelumnya. “Sekarang kami dapat membuat material yang memiliki setidaknya 20 hingga 30 persen dari kapasitas penyimpanan energi dan kapasitas mekanis dari sistem yang ingin kami ganti,” kata Asp. “Ini perkembangan yang sangat besar.”

Tetapi tantangan teknis hanyalah setengah dari pertempuran ketika harus mengeluarkan baterai struktural dari lab dan ke dunia nyata. Baik industri otomotif dan penerbangan diatur secara ketat, dan pabrikan sering kali memiliki keuntungan yang tipis. Itu berarti memperkenalkan material baru ke dalam mobil dan pesawat membutuhkan demonstrasi keselamatan mereka kepada regulator dan kinerja superior mereka kepada produsen.

Saat baterai struktural diisi dan dikosongkan, ion litium keluar masuk katoda serat karbon, yang mengubah bentuk dan sifat mekaniknya. Penting bagi pabrikan dan regulator untuk dapat memprediksi secara tepat bagaimana baterai struktural ini akan bereaksi saat digunakan dan bagaimana hal itu memengaruhi kinerja kendaraan yang mereka daya. Untuk itu, Greenhalgh dan Asp sedang membangun model matematika yang akan menunjukkan dengan tepat bagaimana struktur kendaraan yang dibangun dari baterai ini berubah selama penggunaan. Asp mengatakan mungkin akan lebih dari satu dekade sebelum baterai struktural digunakan di kendaraan karena tuntutan daya yang signifikan dan tantangan peraturan. Sebelum itu terjadi, ia memprediksi, hal itu akan menjadi hal yang lumrah dalam elektronik konsumen.

Jie Xiao, kepala ilmuwan dan manajer grup Baterai & Sistem Bahan di Laboratorium Nasional Pacific Northwest, setuju. Dia pikir bidang aplikasi yang sangat menjanjikan dan sering diabaikan adalah di bidang mikroelektronika. Ini adalah perangkat yang dapat dipasang dengan nyaman di ujung jari Anda dan sangat berguna untuk implan medis. Tapi pertama-tama, perlu ada cara untuk memberdayakan mereka.

“Baterai struktural sangat membantu untuk mikroelektronika, karena volumenya sangat terbatas,” kata Xiao. Meskipun dimungkinkan untuk mengecilkan baterai konvensional menjadi seukuran sebutir beras, sel-sel ini masih menempati ruang yang berharga dalam mikroelektronika. Tetapi baterai struktural tidak memakan lebih banyak ruang daripada perangkat itu sendiri. Di PNNL, Xiao dan rekannya telah mempelajari beberapa masalah mendasar dengan desain baterai mikro, seperti bagaimana menjaga keselarasan antara elektroda saat baterai struktural bengkok atau terpuntir. “Dari sudut pandang desain, sangat penting bahwa elektroda positif dan negatif saling berhadapan,” kata Xiao. “Jadi, meskipun kita dapat memanfaatkan ruang hampa, jika elektroda itu tidak selaras, mereka tidak berpartisipasi dalam reaksi kimia. Jadi ini membatasi desain baterai struktural berbentuk tidak beraturan. “

Xiao dan timnya telah mengerjakan beberapa aplikasi ilmiah khusus untuk baterai mikro struktural, seperti tag pelacakan yang dapat disuntikkan untuk salmon dan kelelawar. Namun dia mengatakan masih perlu waktu lama sebelum mereka menemukan aplikasi umum dengan teknologi baru seperti kulit elektronik untuk prostetik. Sementara itu, baterai struktural bisa menjadi keuntungan bagi robot yang haus energi. Di laboratorium di kampus Ann Arbor di Universitas Michigan, ahli kimia dan insinyur kimia Nicholas Kotov mengawasi serangkaian robot biomimetik kecil yang ia kembangkan bersama mahasiswa pascasarjana. “Organisme mendistribusikan penyimpanan energi ke seluruh tubuh sehingga berfungsi ganda atau tiga kali lipat,” kata Kotov. “Lemak adalah contoh yang bagus. Ini memiliki banyak penyimpanan energi. Pertanyaannya adalah: Bagaimana kita mereplikasinya? ”

Diposting oleh : joker123

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.

Releated

2020 Adalah Salah Satu Tahun Terpanas dalam Catatan

2020 Adalah Salah Satu Tahun Terpanas dalam Catatan

[ad_1] Bumi menyala kebakaran tahun lalu (seandainya Anda lupa), dengan kebakaran hutan Pantai Barat yang memecahkan rekor, gelombang panas Siberia, dan badai Atlantik. Sekarang para ilmuwan pemerintah telah menghitung angka di balik kekacauan planet ini. NASA baru saja merilis laporan tahunan tentang suhu tahunan, dan dikatakan bahwa 2020 melampaui atau menyamai 2016 sebagai tahun terpanas […]