Весь твой гаджет и есть аккумулятор: создан "заряженный" каркас, который прочнее металла и легче обычных батарей

Исследователи из Технологического университета Чалмерса представили новые данные о так называемых структурных аккумуляторах — материалах, которые одновременно работают как источник энергии и как несущий элемент конструкции. Результаты нового исследования подтверждают, что технология вышла на уровень, при котором ее уже можно рассматривать для реального промышленного применения. Ранее этот аккумулятор получил неофициальное звание самого прочного в мире и даже был включен Всемирным экономическим форумом в список перспективных технологий 2025 года.

Структурные аккумуляторы принципиально отличаются от привычных батарей. Они не просто хранят энергию, а берут на себя механическую нагрузку, становясь частью корпуса или каркаса изделия. Благодаря этому исчезает необходимость в отдельном тяжелом аккумуляторном блоке, что позволяет заметно снизить массу конструкции в целом. Такой подход особенно интересен для отраслей, где каждый лишний грамм напрямую влияет на эффективность.

Команда под руководством профессора Лейфа Аспа и доцента Йоханны Сюй сообщает, что последняя версия материала приблизилась по ключевым характеристикам к традиционным решениям. По плотности энергии она уже сопоставима с литий-ионными аккумуляторами, а по жесткости — с металлами вроде алюминия и титана. Это редкое сочетание для материалов, которые обычно либо хорошо держат нагрузку, либо эффективно запасают энергию, но не то и другое одновременно.

В основе разработки лежит композит, в котором углеродное волокно используется сразу в нескольких ролях. Оно служит и механическим усилением, и токопроводящим элементом, и активным материалом электродов. В отрицательном электроде углеродное волокно одновременно воспринимает нагрузку и участвует в электрохимических процессах, а в положительном — формирует прочный каркас для литий-железо-фосфатного слоя.

Такая формула позволяет отказаться от традиционных токосъемников из меди или алюминия, которые обычно добавляют батареям значительную массу. Использование собственной электропроводности углеродного волокна делает конструкцию легче и конструктивно проще, что особенно важно для транспорта и авиации.

Еще одно отличие от классических аккумуляторов связано с электролитом. Вместо жидкой среды здесь применяется полутвердый электролит. Он обеспечивает перенос ионов лития между электродами, но при этом снижает риск перегрева, возгорания и неконтролируемых реакций. За счет этого повышается общая безопасность аккумулятора, что остается одной из главных проблем современных энергетических систем.

Разработчики отмечают, что по мощности технология пока уступает решениям, рассчитанным на экстремальные нагрузки. Тем не менее текущие показатели уже выглядят достаточно убедительно, чтобы привлечь внимание крупных промышленных партнеров и инвесторов.

Потенциальный эффект от внедрения таких материалов может оказаться значительным. В потребительской электронике это означает более легкие ноутбуки и заметно более тонкие мобильные устройства. В сфере транспорта первыми кандидатами на внедрение называют дроны, ручной электроинструмент и другие системы, где снижение массы напрямую увеличивает автономность и удобство использования.