Lucrând independent la proiecte diferite două universități au reușit să identifice metode de încărcare rapidă a bateriilor electrice, ceea ce este o veste bună pentru industria constructoare de mașini.

Cablu cu răcire în bază de lichid

Inginerii Universității Purdue din startul american Indiana au inventat un cablu pentru stația de alimentare a vehiculelor electrice care permite încărcarea bateriilor anumitor automobile în doar 5 minute. Cam atâta timp durează umplerea unui rezervor la mașinile cu motor cu ardere internă. 

În prezent încărcătoarele pentru bateriile electrice funcționează lent, din cauza riscului de supraîncălzire. Ceretătorii de la Purdue au descoperit o cale alternativă de a răci încărcătorului, confecționând un cablu ce permite transportarea curentului de 4,5 ori mai repede decât cele mai rapide încărcătoare disponibile pe piață. 

Noul cablu elimină până la 24,22 de kilowatt de căldură și folosește lichidul ca agent de răcire. În acest fel căldura este scoasă din cabrul prin schimbarea stării lichide în vapori. Un beneficiu colateral al metodei date este posibilitatea de a folosi fibre cu diametru mai mici în cablu.

Profesorul Mudawar cu studenții în timpul experimentelor.

Imagine: Universitatea Purdue

Autorul ideei este profesorul Issam Mudawar, care a fost ajutat de discipolii săi. Ei au demonstrat în condiții de laborator cum funcționează prototipul unui cablu care livrează curentul la o capacitate de peste 2.400 de amperi. Cele mai avansate încărcătoare pe piață livrează până la 520 de amperi, iar majoritatea încărcătoarelor pentru consumatorii ordinari pot da sub 150 de amperi.

Mudawar, care are în spate o experiență de 37 de ani în domeniul sistemelor de răcire în bază de lichide, a precizat că cercetarea încă nu s-a încheiat și nu poate fi vorba de o producție în masă a noilor încărcătoare în următorii doi ani. Totuși, el a depus o cerere de înregistrare a unui patent pentru această invenție.

Baterie experimentală litiu-ion

În același timp, o echipă de cercetători ai Universității Twente din Olanda a dezvoltat o celulă experimentală de baterie litiu-ion folosind un material intrisec nou - numit niobat de nichel – în calitate de anod de mare viteză. Potrivit cercetătorilor, noul design al electrodului permite încărcarea la o viteză de 10 ori mai mare decât cea a dispozitivelor actuale. 

Niobatul de nichel prezintă o structură cristalină deschisă și regulată, cu canale identice, repetate, pentru transportul încărcăturii. Noul material are proprietatea de a reveni la nivelul inițial după câteva cicluri de încărcare ultrarapidă. 

Echipa de cercetare a testat primele celule de baterie pline cu noul material anod de niobat de nichel și pentru diferite materiale catodice existente. Rezultatele arată că bateriile cu noul anod au oferit rate de încărcare de 10 ori mai rapide decât bateriile standard litiu-ion cu material anod grafit. Niobatul de nichel este, de asemenea, mai compact decât grafitul, deci are o densitate energetică mai mare.

Savanții de la Twente dau asigurări că noul material păstrează 81% din capacitatea originală chiar și după 20.000 de cicluri de încărcare, însă au precizat că încă nu sunt pregătiți să-l propună producătorilor în legătură cu necesitatea de a efectua mai multe teste.