Інженери Мічиганського університету розробили модифікований процес виробництва акумуляторів для електромобілів, який значно збільшує швидкість заряджання в холодну погоду. Інновація вирішує одну з найбільших проблем — зниження ефективності за низьких температур.

Змінений процес виробництва зберігає 97% ємності акумулятора після 100 циклів швидкої зарядки в мороз, пише Interesting Engineering.

Літій-іонні батареї, що використовують новий метод, можуть заряджатися на 500% швидше навіть за температур до -10°C завдяки структурному покриттю, яке запобігає покриттю електродів літійвмісними речовинами, що є поширеною проблемою, яка погіршує продуктивність акумуляторів. У результаті модифіковані акумулятори зберігають 97% своєї ємності після 100 циклів швидкого заряджання в умовах негативних температур.

Стандартні акумулятори електромобілів зберігають і вивільняють енергію, переміщаючи іони літію між електродами через рідкий електроліт. Однак за низьких температур цей рух сповільнюється, що знижує ефективність акумулятора і швидкість зарядки. Щоб збільшити запас ходу, автовиробники зробили електроди акумулятора товстішими, але це також сповільнює зарядку. Використовуючи лазерне свердління, вчені дозволили іонам літію рухатися більш вільно, покращуючи зарядку при кімнатній температурі. Однак зарядка на холоді була проблемати чною.

Винуватцем є хімічний шар, що утворюється на поверхні електрода в холодних умовах.

«Це покриття не дає змоги заряджати весь електрод, що знижує енергоємність акумулятора», — пояснили дослідники.

Щоб вирішити цю проблему, вони нанесли тонке 20-нанометрове склоподібне покриття з борату-карбонату літію. Це запобігло утворенню проблемного поверхневого шару і в поєднанні з просвердленими лазером каналами призвело до 500% швидшого заряджання за негативних температур.

Однією з найбільших проблем є те, як запас ходу електромобіля скорочується взимку в поєднанні з більш повільною швидкістю зарядки. У січні 2024 року, наприклад, час зарядки деяких транспортних засобів збільшився до більш ніж години через низькі температури.

«Зарядка акумулятора електромобіля займає від 30 до 40 хвилин, і цей час збільшується до більш ніж години взимку. Це проблема, яку ми хочемо вирішити», — наголосили науковці.

Дослідження проводилося в лабораторії акумуляторів Мічиганського університету та Мічиганському центрі з характеристики матеріалів. Група подала заявку на патентний захист за підтримки U-M Innovation Partnerships. Тим часом Arbor Battery Innovations ліцензувала технологію і працює над її комерціалізацією.

У США виставлено на продаж унікальний автомобіль ручної роботи, створений на базі фюзеляжу літака. Йдеться про незвичайну триколісну машину, яка зібрана з уламків двомісного легкомоторного літака Rutan Long-EZ, спроєктованого у 1970-х роках авіаційним інженером Бертом Рутаном. Побудований у 1979 році літак отримав нове життя після пошкодження під час транспортування, а тепер у вигляді дорожнього гібрида продається за 42 500 доларів.

Rutan Long-EZ у свій час був революційною конструкцією в аматорській авіації. Він вирізнявся стрілоподібними крилами з великою стрілоподібністю, переднім горизонтальним оперенням і задньою компоновкою з розташуванням двигуна і повітряного гвинта позаду пілота. Літак був побудований із композитних матеріалів і мав вражаючі для свого класу характеристики: зокрема, дальність польоту до трьох тисяч кілометрів. У США за роки виробництва було збудовано приблизно 800 таких літаків на базі комплектів для самостійної збірки, тож модель здобула культовий статус серед ентузіастів.

Автор автомобіля, ім’я якого не розголошується, придбав один із таких літаків, що зазнав пошкоджень під час транспортування. Спочатку планувалося використовувати фюзеляж як декоративний елемент або рекламну вивіску для бізнесу, однак ідея еволюціонувала у повноцінний проєкт з перетворення авіаційної конструкції на справжній автомобіль. Власник самотужки виготовив шасі, підібрав відповідні компоненти, адаптував підвіску і встановив на машину 1,9-літровий бензиновий двигун від Volkswagen Beetle 1971 року випуску. Трансмісія також була зміне на для забезпечення заднього приводу, що дозволило машині пересуватися як звичайному автомобілю.

Фюзеляж було ретельно відновлено й пофарбовано в нові кольори, а вся конструкція витримана в стилістиці класичних експериментальних літаків 1970-1980-х років. Оригінальні елементи, зокрема кокпіт і прозорий ковпак кабіни, збережено, однак замість пілотського обладнання всередині встановлено два автомобільні сидіння та кермо. Колісна формула триколісна — два колеса спереду і одне ззаду — що нагадує компоновку деяких британських мікрокарів або мотоциклів з боковим причепом. Незважаючи на ексцентричний зовнішній вигляд, машина була офі ційно зареєстрована як Volkswagen 1971 року і отримала допуск до використання на дорогах загального користування в США, що вказує на повну відповідність конструкції вимогам безпеки та сертифікації.

Цей екземпляр є винятковим не лише з огляду на його авіаційне походження, а й з огляду на творчий підхід до інженерії. Подібні проєкти практично не мають аналогів, адже об’єднання повітряного фюзеляжу з дорожнім шасі вимагає складної інтеграції систем безпеки, гальмівної динаміки та аеродинаміки. На думку фахівців видання Autoevolution, автор цього гібрида не просто створив унікальну машину, а й зміг вивести її на новий рівень функціональності, зробивши частиною автомобільної культури. Це справжній витвір інженерного мистецтва з душею ст арого літака та духом автомобільної свободи.