Az akkumulátor teljesítménye és biztonsága már régóta gátolta az elektromos repülés fejlődését, ám ez hamarosan megváltozhat.
A NASA által kifejlesztett új akkumulátortechnológia forradalmasíthatja a légi közlekedést.
A légi közlekedés a globális CO2-kibocsátás 2,4 százalékát adja. A tudósok régóta keresik a megoldást arra, hogyan lehetne elektromosítani a légi közlekedést, és csökkenteni ezt a kibocsátást.
A jelenlegi akkumulátortechnológia azonban csak néhány könnyebb repülőgépen, például drónokon működik. Nem biztosít elegendő energiát vagy hatótávolságot az utasszállító repülőgépekhez, így ritkán vagy egyáltalán nem használják őket széles körben.
Az elektromos autókhoz és személyes eszközökhöz használt lítium-ion akkumulátorok nem felelnek meg a repülésbiztonsági előírásoknak. Gyúlékonyságuk miatt repülés közben tilos olyan tárgyakat elhelyezni, mint a laptopok vagy a telefonok a feladott poggyászban.
Ezért az elektromos meghajtású repülőgépekhez más megoldásra van szükség. Itt lép be a NASA kutatása.
Mi az a szilárdtest akkumulátor, és hogyan tudná ellátni a repülőgépeket?
Az amerikai űrügynökség olyan technológiát fejleszt, amely nem használ folyékony elektrolitokat, ez pedig sokak számára a legfontosabb biztonsági aggály az akkumulátorokkal kapcsolatban. Ezek az anyagok láncreakcióba lépnek, ami felmelegedéshez vezet, ami pedig növeli a reakció sebességét és végül gyulladást okozhat.
A NASA Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety (SABERS) projektje egy alternatív, szilárdtest-akkumulátoron dolgozik. Nemcsak a repülőgépek számára szükséges energiával és hatékonysággal rendelkeznek, de megsérülve is megőrzik szilárd szerkezetüket, azaz nem gyulladnak ki.
A projekt által kifejlesztett kénes-szelén akkumulátor prototípusa kilogrammonként 500 wattórás energiát termel. Ez kétszerese egy szabványos lítium-ion akkumulátor energiasűrűségének.
A repülőgépeknek gyorsan kell tudniuk lemeríteni az energiatárolót. A NASA tudósai úgy hasonlítják az akkumulátort egy vödörhöz, hogy annak kapacitása meghatározza, mennyi energiát képes tárolni, míg a teljesítménye azt mutatja, milyen gyorsan ürül ki. Az elektromos repülőgépeknek rendkívül gyorsan kell kisütniük az energiát vagy kiüríteni ezt a “vödröt”.
Eddig 10-szeresére növelték ezt a kisülési arányt ugrásszerűen, majd további 5-szörösre, ahogy javultak a prototípusok.
A kutatók azt is megállapították, hogy a szilárdtest akkumulátorok kétszer olyan melegnek is ellenállnak, mint a lítium-ion alternatívák. A könnyű kialakítás segít több energiát kevesebb helyre csomagolni.
„Ez a kialakítás nemcsak az akkumulátorok tömegének 30-40 százalékát teszi ki, hanem lehetővé teszi, hogy megkétszerezzük vagy akár háromszorosára növeljük az általa tárolt energiát, ami messze meghaladja a lítium-ion akkumulátorok teljesítményét, amelyeket az akkumulátor állapotának tekintenek. művészet” – mondta Rocco Viggiano, a SABERS vezető nyomozója egy tavalyi sajtóközleményben.
Hamarosan valósággá válhatnak az akkumulátoros repülőgépek?
A szilárdtest-akkumulátorokat még mindig tesztelik, és ennek eredményeként ezek létrehozása rendkívül költséges. Ezenkívül alaposan kell őket tesztelni, mielőtt engedélyeznék a kereskedelmi járatokon való használatukat.
Ez azt jelenti, hogy hosszú időbe telhet, amíg láthatjuk, hogy a technológiát ténylegesen használják. Ám a NASA közelmúltbeli áttörései a szilárdtest-akkumulátorok kisülési arányának növelésében megszüntették a korábbi akadályokat az elektromos repülőgépek útjában.
A cikk eredeti nyelven itt érhető el: https://www.euronews.com/green/2023/08/17/nasa-is-working-on-batteries-that-could-make-long-haul-electric-flights-a-reality
