Nowy płyn chłodniczy usprawni pracę pojazdów elektrycznych

 Ciepło nie wpływa korzystnie na efektywność akumulatorów w pojazdach elektrycznych. Choć optymalne dla baterii temperatury wahają się w granicach 20°C i 35°C, to jednak nawet szybka jazda w słoneczne, gorące dni może doprowadzić do przegrzania się baterii, a w konsekwencji do ich rozładowania. Jak donosi jednak jeden z amerykańskich serwerów naukowych  trwają prace nad specjalnym płynem, który zatrzymuje ten proces i jest 3 razy bardziej skuteczny niż woda.

Przegrzana bateria przestaje być efektywna. Koszt nowej jest ogromny, może stanowić nawet połowę ceny samochodu. Dlatego tak ważne jest utrzymanie odpowiedniej temperatury podczas pracy akumulatorów. Obecnie dostępne systemy chłodnicze mają wiele mankamentów: albo nie chłodzą w ogóle i wtedy baterie są po prostu wymienianie na stacji ładowań, albo używa się zimnego powietrza. Ten ostatni sposób jest jednak wadliwy, ponieważ ochłodzone powietrze absorbuje niewielką ilość ciepła i jest jego kiepskim przewodnikiem. Ten sposób wymaga także odpowiedniej konstrukcji całego układu, ponieważ niezbędne są odpowiednie przerwy między komórkami baterii, aby umożliwić odpowiedni przepływ powietrza.

Wodne systemy chłodzące wciąż są w powijakach. Choć ich moc cieplna jest wyższa od  schłodzonego powietrza i są one lepsze w prowadzeniu od ciepła, ich wadą jest ograniczona ilość wody w systemie w porównaniu z zasadniczo nieograniczoną ilość powietrza, które mogą przepływać przez akumulator.

Być może w przyszłości wszystkie te problemy rozwiąże płyn chłodzący CryoSolplus. Jest to dyspersja wody i parafiny. Oprócz tego znajdują się w nim stabilizujące tensydy i niewielka ilość substancji uniemożliwiającej zamrożenie. Zaletą jest to, że CryoSolplus może wchłonąć trzy razy tyle ciepła niż woda. Lepiej sprawuje się także w ekstremalnych sytuacjach (podjazd pod górę, czy wysokie temperatury latem). W praktyce oznacza to, że zbiornik chłodziwa może być znacznie mniejszy, co pozwala zaoszczędzić masę i przestrzeń pod maską. Ponadto CryoSolplus dobrze przewodzi ciepło, przesuwając go bardzo szybko z ogniw do chłodziwa. Koszt w porównaniu do wodnego systemu chłodniczego może być wyższy jedynie do 100 euro. Chłodziwo zostało opracowane przez naukowców z Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT in Oberhausen.

CryoSolplus absorbuje ciepło, dzięki roztapianiu się kropelek parafiny. W tym procesie zachowuje się ciepło. Potem gdy roztwór ostygnie, kropelki powrócą do swojej pierwotnego stanu skupienia. Naukowcy nazywają takie substancje materiały zmiennofazowe (ang. PCM phase change materials )

"Głównym problemem było stworzenie stabilnej dyspersji", wyjaśnia Tobias Kappels, jeden z naukowców pracujących w projekcie. „Należało uniemożliwić stałym kroplom parafiny  aglomerowanie się lub - ponieważ są one lżejsze od wody - gromadzenie na powierzchni dyspersji. Muszą one być równomiernie rozmieszczone w wodzie. Środki powierzchniowo czynne( tensydy) służą do stabilizowania dyspersji. Aby dowiedzieć się, jakie środki powierzchniowo czynne są najlepsze, przegnaliśmy je w trzech różnych sytuacjach stresowych: Jak długo można je przechowywać bez pogorszenia? Jak dobrze wytrzymuje naprężenia mechaniczne (tj. pompowanie jest przez rury)? Jak jest stabilne? Jak zachowuje się pod wpływem naprężeń termicznych, na przykład podczas zamrożenia i rozmrożenia cząstek parafinowych" mówi Kappels.

Inne właściwości tej dyspersji, które naukowcy chcą zoptymalizować, to zdolność do przenoszenia ciepła i zdolności jego przepływu. Następne naukowców zadaniem będzie przeprowadzenie badań terenowych, starając się płynu chłodzącego w eksperymentalnym pojazdu.

(ma)