Vỏ pin xe điện làm từ thép-gỗ gia tăng an toàn và bền vững
Vỏ pin xe điện làm từ thép-gỗ đã chính thức được các nhà khoa học đến từ Đại học Kỹ thuật Graz (TU Graz) ở Áo ra mắt. Thành công này không chỉ góp phần giảm lượng khí thải các-bon mà còn hấp thụ va chạm tốt và có khả năng chống cháy nổ cao hơn.
Ngành công nghiệp sản xuất ô tô điện đã đạt được những bước tiến vượt bậc trong những năm gần đây. Dù vậy, một số thách thức về thiết kế vẫn tồn tại, gây tâm lý lo ngại cho người dùng. Trong đó, việc cải thiện bộ pin theo hướng vừa gia tăng độ an toàn, vừa đảm bảo tính bền vững lâu dài trở thành vấn đề cấp bách. Bởi khi ô tô điện bốc cháy mà không phải do pin, thì vẫn có thể gây ra những vụ cháy nổ khó kiểm soát khi pin bắt lửa.
Thách thức này đặt các nhà khoa học trước yêu cầu tìm ra vật liệu mới an toàn và bền vững hơn. Từ thực tiễn này, các nhà khoa học đến từ Đại học Kỹ thuật Graz (Áo) đã thực hiện nghiên cứu nhằm so sánh hiệu suất của vỏ pin làm từ nhôm truyền thống với ba phiên bản gỗ-thép khác nhau với mục tiêu chế tạo vỏ pin thân thiện với môi trường mà không ảnh hưởng đến độ bền.
Vỏ pin thép-gỗ thân thiện với môi trường hơn kết cấu nhôm truyền thống
Theo Energy-reporters, các nhà khoa học đã nghiên cứu vỏ pin với lõi là gỗ bạch dương (Birch), gỗ dương (Poplar) hoặc gỗ hông (Paulownia) được phủ lớp thép mỏng, nhẹ, góp phần giảm đáng kể lượng khí thải các-bon so với nhôm - vật liệu tiêu tốn nhiều năng lượng để sản xuất. Kết quả nghiên cứu mang đến nhiều bất ngờ thú vị.
Ở bài kiểm tra va chạm, vỏ pin gỗ-thép cho thấy giá trị xâm nhập tương tự vỏ nhôm của Tesla Model S khi xe hoặc bộ phận của xe bị đẩy vào chướng ngại vật bằng thép tròn ở tốc độ cao nhờ cấu trúc tế bào xốp của gỗ giúp hấp thụ lượng lớn năng lượng. Các phiên bản vỏ pin gỗ-thép được cho là hấp thụ năng lượng cao hơn 98% so với nhôm dẻo và 76% so với nhôm cường độ cao khi gặp phải tác động lớn. Cả ba phiên bản gỗ mà nhóm nghiên cứu sử dụng đều cho thấy khả năng chống uốn cong tốt.
Kết quả nghiên cứu của Đại học Kỹ thuật Graz cho thấy vỏ pin thép-gỗ có chất lượng tương đương vỏ pin mà mẫu xe điện Model S của Tesla đang sử dụng
Với việc bổ sung thêm vỏ cây sồi bần - vật liệu tái tạo khác được sử dụng làm nút bấc cho các chai rượu vang, nhóm nghiên cứu do Florian Feist đến từ Đại học Kỹ thuật Graz đứng đầu cũng có thể làm cho vỏ pin có khả năng chống cháy hữu hiệu. Nhờ đó, nhiệt độ ở phía không cháy của thiết bị thấp hơn 100 độ C so với vỏ pin của xe Tesla. Nhà nghiên cứu Florian Feist cho biết: "Khi tiếp xúc với nhiệt độ rất cao, nút bần sẽ bị cháy. Quá trình các-bon hóa làm giảm mạnh độ dẫn nhiệt vốn tương đối thấp, góp phần bảo vệ các kết cấu phía sau.
Các nhà nghiên cứu của Đại học Kỹ thuật Graz cũng đang tìm hiểu các phương pháp cải thiện khả năng tái sử dụng nút chai cũng như khả năng tái chế các thành phần bên trong vỏ pin. Ngoài ra, họ cũng nghiên cứu tiềm năng sử dụng các loại gỗ có giá trị thấp như gỗ vụn hoặc vật liệu tái sử dụng nhằm gia tăng lợi ích môi trường của thiết kế.