Samonaprawiające się baterie mogą podwoić żywotność i wydajność akumulatorów EV | Aman Tripathi, Interesting Engineering System PHOENIX wykorzystuje czujniki do wykrywania fizycznego puchnięcia, generowania wewnętrznych map cieplnych i identyfikacji konkretnych gazów. Naukowcy opracowują samonaprawiające się baterie zaprojektowane do diagnozowania uszkodzeń wewnętrznych i inicjowania napraw, technologia ta może podwoić żywotność pojazdów elektrycznych (EV). Badania dotyczą degradacji baterii, kluczowego czynnika ograniczającego długowieczność i przyjęcie EV. "Wydłużenie żywotności baterii zmniejszy również ślad węglowy EV, co stanowi korzyść zarówno dla konsumentów, jak i dla środowiska," powiedzieli badacze w komunikacie prasowym. Prace te są częścią finansowanej przez UE inicjatywy PHOENIX. Projekt ma na celu stworzenie trwałych i zrównoważonych baterii, aby wspierać przemiany w sektorze transportu w kierunku takich zobowiązań jak cel Unii Europejskiej na 2035 rok dotyczący zerowej emisji dla nowych samochodów. "Pomysł polega na zwiększeniu żywotności baterii i zmniejszeniu jej śladu węglowego, ponieważ ta sama bateria może się naprawić, co oznacza, że ogólnie potrzebne są mniejsze zasoby," stwierdził Johannes Ziegler, naukowiec materiałowy w niemieckim Instytucie Fraunhofera ds. Badań Krzemianów ISC. Wykorzystanie czujników do wykrywania wad Projekt PHOENIX, współpraca obejmująca naukowców ze Szwajcarii, Niemiec, Belgii, Hiszpanii i Włoch, opracowuje system wewnętrznych czujników. System ten dostarcza bardziej szczegółowych danych niż obecne systemy zarządzania bateriami (BMS), które w dużej mierze monitorują podstawowe parametry bezpieczeństwa. "Obecnie to, co jest wykrywane, jest bardzo ograniczone w ogólnych temperaturach, napięciach i prądach," zauważył Yves Stauffer, inżynier w Szwajcarskim Centrum Elektroniki i Mikrotechnologii (CSEM). "Oprócz dostarczania oszacowania dostępnej energii, zapewnia również bezpieczeństwo." System PHOENIX wykorzystuje czujniki do wykrywania fizycznego puchnięcia, generowania wewnętrznych map cieplnych i identyfikacji konkretnych gazów, co zapewnia wczesne ostrzeżenie o uszkodzeniach baterii. "Kiedy mózg baterii decyduje, że naprawa jest potrzebna, aktywowane są mechanizmy naprawcze. Może to oznaczać na przykład przywrócenie baterii do kształtu lub zastosowanie ukierunkowanego ciepła, aby uruchomić mechanizmy samonaprawy wewnątrz," wyjaśniono w komunikacie prasowym. Badacze badają kilka metod, w tym zastosowanie ukierunkowanego ciepła do reformowania wiązań chemicznych. "Pomysł polega na tym, że pod wpływem obróbki termicznej niektóre unikalne wiązania chemiczne odbiją się z powrotem," wyjaśnił Liu Sufu, chemik baterii w CSEM. Inna technika wykorzystuje pola magnetyczne do rozkładu "dendrytów", metalicznych wzrostów, które mogą powodować zwarcia. Poprawa wydajności baterii Badania osiągnęły kamień milowy w marcu 2025 roku, kiedy nowa partia prototypów czujników i mechanizmów uruchamiających została wysłana do partnerów w celu testowania na ogniwach baterii w torbach. Ta faza pomoże zweryfikować skuteczność technologii. Oprócz wydłużenia żywotności, projekt ma również na celu poprawę wydajności. "Próbujemy opracować baterie nowej generacji o wyższej gęstości energii," dodał Sufu. Zespół testuje zastosowanie krzemu w anodach baterii, które mogą przechowywać więcej energii niż standardowy grafit. Technologia samonaprawy projektu mogłaby zapewnić stabilność potrzebną do uczynienia anod opartych na krzemie komercyjnie opłacalnymi, co potencjalnie prowadziłoby do lżejszych EV z dłuższym zasięgiem. Inicjatywa odpowiada na rosnące zapotrzebowanie na EV i mogłaby zmniejszyć zależność przemysłu od krytycznych surowców, takich jak lit i nikiel. Badacze przyznają, że czujniki zwiększają koszty produkcji i pracują nad optymalizacją technologii pod kątem opłacalności ekonomicznej.