در سالهای اخیر خودروهای برقی (EV) با پیشرفتهای قابل توجهی در حوزه فناوری و ایمنی همراه بودهاند، اما طراحی و ساخت پکهای باتری همچنان با چالشهای اساسی روبهرو است. یکی از مهمترین دغدغههای مهندسان این صنعت، ارتقای ایمنی و پایداری زیستمحیطی باتریهاست، مسئلهای که مستقیماً با آینده توسعه و مقبولیت خودروهای برقی در ارتباط است.
پردهبرداری از یک ایده متفاوت: استفاده از چوب در قاب باتری خودروهای برقی
شاید عجیب به نظر برسد، اما نتایج یک پژوهش در دانشگاه صنعتی گراتس اتریش نشان میدهد ساخت قاب باتری خودروهای برقی از چوب نه تنها ممکن است، بلکه از نظر ایمنی، پایداری و حتی عملکرد فنی، حرفهای زیادی برای گفتن دارد. محققان این پروژه، عملکرد قابهای باتری آلومینیومی مرسوم را با سه مدل هیبریدی چوب-فولاد مقایسه کردند تا جایگزینی سازگار با محیط زیست و مقاوم پیدا کنند.
ویژگیها و تکنولوژی قابهای هیبریدی باتری
قابهای هیبریدی جدید از هسته چوبی (توس، صنوبر یا پالونیا) با روکش فولادی بسیار نازک و سبک ساخته شدهاند. این ساختار باعث کاهش چشمگیر ردپای زیستمحیطی نسبت به قالبهای کاملاً آلومینیومی میشود؛ چراکه تولید آلومینیوم انرژی بسیار بالایی نیاز دارد. با اینحال، آنچه حتی برای خود محققان شگفتانگیز بود، پایداری مکانیکی این نمونهها و عملکرد فوقالعاده آنها در آزمایشهای تصادف بود.
در تست برخورد شدید که خودرو یا قطعه با سرعت بالا به مانع فولادی اصابت میکند، قابهای هیبریدی Bio!Lib موفق شدند نتایجی تقریباً مطابق با قاب آلومینیومی تسلا مدل S ارائه دهند. دلیل این امر، ساختار سلولی متخلخل چوب است که انرژی ضربه را بسیار مؤثر جذب میکند. قابهای هیبریدی از چوب صنوبر و توس تا ۹۸ درصد جذب انرژی بیشتر نسبت به آلومینیوم نرم و ۷۶ درصد بیشتر از آلومینیوم با استحکام بالا را به نمایش گذاشتند. هر سه نسخه مقاومتی زیاد در برابر خمش نیز نشان دادند.
مقاومت طبیعی در برابر آتش؛ نقش کلیدی چوب پنبه
ایمنی در برابر آتش همیشه یکی از چالشهای بزرگ باتری EV است. اضافه کردن لایهای از چوب پنبه (کُرک) به این قابها باعث شد دمای سمت مقابل آتش تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد کمتر از قاب تسلا باقی بماند. فلوریان فایست، سرپرست تیم تحقیق، توضیح میدهد: «چوب پنبه در دماهای بالا زغال میشود و این کربنیزاسیون، رسانایی حرارتی را به شدت پایین میآورد، که موجب حفاظت ساختارهای پشت آن میشود.»
ارزش افزوده فناورانه و جایگاه بازار
با افزایش روزافزون تولید و فروش خودروهای الکتریکی و نگرانیهای جدید زیستمحیطی، انتخاب هوشمندانه مواد اولیه اهمیت بیشتری پیدا میکند. استفاده از مواد ارگانیک و تجدیدپذیر مانند چوب و چوب پنبه ضمن کاهش بار زیست محیطی، پتانسیل بهبود ایمنی و عملکرد را نیز داراست. این یافتهها میتواند نقطه عطفی برای توسعه نسل آینده باتریهای خودروهای برقی و رقابت میان تولیدکنندگان باشد.
در نهایت، پژوهشهای نوآورانهای از این دست نشان میدهد نوآوری در انتخاب مواد میتواند کلید تحقق وعده انرژی پاک خودروهای آینده باشد؛ راهکاری که شاید روزی به استاندارد صنایع خودروسازی سبز تبدیل شود.
