Lekkie, wydajniejsze pojazdy hybrydowe
Poza mniejszym i bardziej wydajnym silnikiem, do produkcji dzisiejszych samochodów hybrydowych stosuje się lżejsze materiały, które pozwalają uzyskać niższe zużycie energii, a tym samym przebywać większe odległości. Stosowane obecnie masywne akumulatory zmniejszają potencjalne oddziaływanie technologii hybrydowej. Cienkie materiały, które zastępują elementy nadwozia, mogą z powodzeniem pełnić funkcję akumulatora, umożliwiając kierowcom pokonywanie większych dystansów bez konieczności ponownego ładowania. Finansowany ze środków UE projekt "Composite structural power storage for hybrid vehicles" (STORAGE) skupił się na opracowaniu nowatorskich materiałów wielofunkcyjnych zdolnych do jednoczesnego przenoszenia ładunków mechanicznych i magazynowania energii elektrycznej, oferujących tym samym duże oszczędności masy i objętości systemów lub zwiększenie wydajności ze względu na podwyższenie trwałości. Wstępne prace skupiły się na dwóch technikach opracowywania komponentów kompozytu, a mianowicie na zbrojeniu i szczepieniu, jak i na wielofunkcyjnej żywicy. Zespół udoskonalił właściwości mechaniczne materiału dzięki wyhodowaniu nanorurek węglowych na powierzchni węglowych włókien. Węglowa powłoka aerożelowa zwiększyła obszar powierzchniowy materiału, poprawiając jego zdolność do magazynowania większej ilości energii. Z kolei konstrukcję matrycę oparto na mieszaninie żywic epoksydowych i ciekłego elektrolitu. Następnie składniki połączono tak, by uformowały materiały kompozytowe. Wyprodukowano cztery rodzaje wielofunkcyjnych, konstrukcyjnych urządzeń do magazynowania energii, a mianowicie kondensatory, akumulatory, superkondensatory i kondensatory hybrydowe. Na koniec zastosowano różne techniki testowania elektrycznych i mechanicznych właściwości materiałów kompozytowych. Rozwiązano najważniejsze problemy natury inżynieryjnej i operacyjnej, począwszy od określenia podejścia do wielofunkcyjnego projektowania laminatów z włókien węglowych oraz zbadania sposobów pakowania, scalania i łączenia kompozytów energii strukturalnej w konstrukcji pojazdu. W wyniku prac powstały trzy produkty demonstracyjne: małoskalowy sterowany radiowo samochód wyposażony w dach superkondensatorowy, pokrywa wyrównawcza wyposażona w akumulatory litowo-jonowe oraz pokrywa bagażnika wyposażona w laminaty superkondensatorowe (pozwalająca oszczędzić ponad 60% na masie). Choć zespół projektu STORAGE próbował uzyskać wydajność mechaniczną i elektryczną porównywalną do tej uzyskiwanej odpowiednio przez istniejące materiały strukturalne i urządzenia elektryczne, celem było zademonstrowanie całkowitego obniżenia masy o 15%. Te rewolucyjne osiągnięcia pomogą promować czystsze, bardziej wydajne i bardziej konkurencyjne rozwiązania transportowe.
Słowa kluczowe
Materiał wielofunkcyjny, materiał kompozytowy, ładunek mechaniczny, urządzenie do magazynowania energii, pojazd hybrydowy
