Grafenskum, ett lovande material för att kontrollera batteritemperaturen

Att dra nytta av en isolator på vintern och en ledare på sommaren, det är syftet med forskning kring grafenskum för batterier i elbilar
. Utmaningen är att skydda denna väsentliga komponent från potentiell temperaturrelaterad nedbrytning.

När vintern är kall och termometern indikerar negativa temperaturer eller, under sommaren, när värmetoppar leder till mer än 45 grader, kan batteriet försämras. Och grafenskum skulle mycket väl kunna kompensera för detta.

Den dubbla rollen av grafenskum

I de nordiska länderna (och inte bara) där temperaturen ofta sjunker under noll grader på vintern, medan man i ökenhörnen kan överstiga 50 grader, är bevarandet av bilbatteriet till bästa möjliga kapacitet komplicerat.

Detta uppskattar inte de stora temperaturvariationerna, som kan påskynda nedbrytningen av vissa av dessa komponenter och begränsa effektiviteten av bevarandet av elektricitet inom den, vilket minskar de facto fordonsautonomi. Forskare vid Purdue University (USA) har undersökt frågan och har arbetat med en studie om grafenskum. Publicerad i tidningen Naturkommunikationdet här ser lovande ut.

Grafenskum skulle således kunna spela en effektiv roll som omkopplare. Med en tjocklek på 1,2 mm blir den en effektiv isolator tack vare luftfickorna i den, medan den vid 0,2 mm tjocklek skulle vara en värmeledare nästan åtta gånger effektivare. Vad gör det möjligt att i det första fallet upprätthålla en omgivningstemperatur för batteriet på vintern tack vare expansionen av skummet och i det andra evakuera ett överflöde av värme på sommaren tack vare dess sammandragning.

Håll batterierna vid rumstemperatur

Studiens medförfattare Amy Marconnet jämför rollen av grafenskum med den för en ” motstånd i en elektrisk krets och tillägger: ” Istället för att variera mängden ström, varierar den mängden värme den släpper igenom. »

Grafenskum, sammansatt av ark av kol med en atomtjocklek, verkar vara nyckeln enligt Xiulin Ruan, den andra medförfattaren till studien: ” De flesta enheter använder passiv värmehantering, såsom ledning och konvektion, för att flytta bort överskottsvärme. Men detta system är varken inställbart eller justerbart, och hjälper inte i kallt väder. »

Testat i två scenarier placerades grafenskummet först mellan en radiator och en kylfläns. Sedan testades den vid temperaturer mellan 0 och 30 grader Celsius, på en värmekälla jämförbar med den för ett batteri.

Tillräckligt för att möjliggöra effektiv användning både på batterierna i elektroniska enheter som datorer och telefoner, men också på de som är monterade på elfordon. När det gäller ett litiumjonbatteri är rekommendationen för användning mellan 0 och 45 grader Celsius. En så mångsidig produkt som grafenskum skulle därför, om resultaten bekräftas, ha sin plats helt vid sidan av batterier.

Källa: Nya Atlas