Paredzams, ka oglekļa šķiedras strukturālie akumulatori nākotnē palielinās elektrisko transportlīdzekļu braukšanas diapazonu par 70%.
Ja automašīnas, lidmašīnas, kuģi vai datori ir izgatavoti, izmantojot materiālu, kas darbojas gan kā akumulators, gan kā nesošā konstrukcija, to svars un enerģijas patēriņš var ievērojami samazināties. Saskaņā ar dokumentu, kas publicēts 10. gada jaunākajā numurāUzlaboti materiāli, pētnieku komanda no Čalmersas Tehnoloģiju universitātes Zviedrijā ir panākusi progresu "bezmasas enerģijas uzkrāšanā", izstrādājot daudzfunkcionālu oglekļa šķiedras strukturālu akumulatoru. Šis akumulators var uz pusi samazināt klēpjdatoru svaru, padarīt viedtālruņus tikpat plānus kā kredītkartes vai palielināt elektrisko transportlīdzekļu braukšanas diapazonu par 70% ar vienu uzlādi.
Čalmersas Tehnoloģiju universitātes pētniece Rika Čaudhuri paziņoja, ka viņu izstrādātais strukturālais akumulators ir izgatavots no oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem, kuru stingrība ir salīdzināma ar alumīniju un enerģijas blīvums, kas ir pietiekams komerciāliem lietojumiem. Konstrukcijas akumulators ir materiāls, kas var gan uzglabāt enerģiju, gan izturēt slodzi. Akumulatoru materiālu integrēšana faktiskajā produktu konstrukcijā nozīmē, ka elektriskie transportlīdzekļi, droni, rokas instrumenti, klēpjdatori un viedtālruņi var sasniegt vieglāku svaru.
2018. gadā komanda pirmo reizi pierādīja, ka oglekļa šķiedra, kurai ir augsta stingrība un cietība, var ķīmiski uzglabāt elektrisko enerģiju un darboties kā elektrods litija jonu akumulatoros. Šis pētījums izpelnījās plašu uzmanību, un to atzinaFizikas pasaulekā vienu no tā gada desmit labākajiem sasniegumiem.
Kopš tā laika pētnieku komanda ir turpinājusi pilnveidot savu koncepciju, uzlabojot akumulatora stingrību un enerģijas blīvumu. 2021. gadā tie palielināja enerģijas blīvumu līdz 24 vatstundām uz kilogramu (Wh/kg), kas ir aptuveni 20% no salīdzināmu litija jonu akumulatoru jaudas. Tagad viņi ir paaugstinājuši enerģijas blīvumu līdz 30 Wh/kg. Lai gan tas joprojām ir zemāks par pašlaik izplatītajām baterijām, ietekme ir ievērojami atšķirīga. Kad akumulatori kļūst par konstrukcijas daļu un tos var izgatavot no viegliem materiāliem, transportlīdzekļa kopējo svaru var ievērojami samazināt. Rezultātā elektriskajiem transportlīdzekļiem nepieciešamā enerģija ievērojami samazinātos.
Pētnieki veica elektrisko transportlīdzekļu aprēķinus un atklāja, ka, ja tie būtu aprīkoti ar jauno strukturālo akumulatoru, braukšanas diapazons varētu palielināties līdz pat 70%, salīdzinot ar pašreizējo līmeni. Arī konstrukciju akumulatoru bloku stingrība ir ievērojami uzlabojusies, elastības modulim, ko mēra gigapaskālos (GPa), pieaugot no 25 līdz 70. Tas nozīmē, ka materiāls var izturēt tādas slodzes kā alumīnijs, bet ir vieglāks pēc svara.
Pētnieki norādīja, ka no daudzfunkcionalitātes viedokļa jaunā akumulatora veiktspēja ir divreiz lielāka nekā iepriekšējās paaudzes, padarot to par līdz šim labāko akumulatoru pasaulē. Tomēr, pirms akumulatoru elementi var pāriet no maza apjoma laboratorijas ražošanas uz liela mēroga ražošanu un pielietošanu tehnoloģiskajos produktos vai transportlīdzekļos, vēl ir jāpaveic ievērojams inženierijas darbs.
