Egy svéd egyetem tudósai azonban új alkatrészek segítségével megmutatták, hogy a városi kompok és városi buszok feltöltése emberi vagy robotkéz nélkül is lehetséges. Ez létfontosságú lépés a közlekedési rendszereink villamosítása szempontjából – írja az Euronews.
Liu szerint ez a legkézenfekvőbb alkalmazási területe az induktív energiaátviteli technológiának, amely segítene felgyorsítani a környezetszennyező dízelhajók kivonását a forgalomból.
A hajszálvékony rézhuzal az egyik olyan új anyag, amely a levegőn keresztül történő nagy teljesítmény átvitelét reális lehetőséggé teszi.
A másik egy új típusú szilícium-karbid (SiC) félvezető. A szilíciumot már régóta használják elektromos eszközökben (például számítógépes chipekben) természetes félvezető tulajdonságai miatt; a szigetelőnél nagyobb, de a vezetőknél kisebb elektromos ellenállással rendelkező nem fémes elem úgy szabályozza az áramot, hogy egy adott feszültség alkalmazása esetén elektronokat enged áramolni.
A szilíciumkarbid olyan vegyület, amelyben a szén a szilíciumhoz kötődik. Mint elektromos termékek áramforrása, csak néhány éve van a piacon – magyarázza Liu.
Az elektromos autókat is vezeték nélkül fogják tölteni? (Fotó: Canva)
Ahhoz, hogy megértsük, mi köze van ennek egy elektromos busz vagy komp feltöltéséhez, meg kell értenünk az indukciós töltés alapjait.
Az indukciós töltés azt jelenti, hogy az áram rövid távolságon át tud ugrani; levegőn, vízen és más nem fémes anyagokon keresztül – érintkezés vagy vezető nélkül.
Otthonaink tele vannak példákkal. Az indukciós tűzhelyeken nagyfrekvenciás váltakozó áram halad át egy fémtekercsen, hogy rezgő mágneses mezőt hozzon létre. Ez áthatol a főzőedény fémjén, és áramot indukál benne, amely felmelegíti az ételt.
Vagy ott a fürdőszoba; az elektromos fogkeféknek egy tekercs van az aljukban, egy másik pedig a töltőtalpban. Amikor a hálózatra csatlakoztatjuk, a töltőtekercsben lévő áram változó mágneses mezőt hoz létre, amely áramot indít el a fogkefe tekercsében anélkül, hogy a kettő összeérne.
Az elektromos járművek töltésénél nem a hőfejlődés a cél. Az induktív töltés a mágneses mezőn keresztül energiát küld a jármű fedélzetén lévő tekercsbe. A tekercs váltakozó árammá alakítja azt, majd vissza egyenárammá, hogy feltöltse az akkumulátorokat.
Az a tény, hogy a SiC-elemek magasabb frekvencián működhetnek, kulcsfontosságú, mivel a mágneses mező frekvenciája korlátozza, hogy mekkora teljesítményt lehet átvinni két adott méretű tekercs között.
A tekercsekben lévő rézhuzaloknak azonban képesnek kell lenniük arra, hogy a mágneses mezőt magasabb frekvencián is elküldjék és fogadják.
Az új tekercsek fonott „rézkötelekből” készülnek. Ezek akár 10 000 rézszálból állnak, amelyek egyenként 70 és 100 mikron közötti vastagságúak, hasonlóan a hajszálakhoz. A „Litz-drótok” néven ismert, nagyobb áramokra és frekvenciákra optimalizált fonatokat az elmúlt néhány évben már kereskedelmi forgalomban is forgalmazzák.
Akár induktív töltéssel, akár hagyományos kábeles vezetékes töltéssel töltik az elektromos járműveket, energiaveszteségek mindenképpen előfordulnak.
Az új anyagokkal elért áttörés azonban azt jelenti, hogy az induktív módszer már majdnem olyan hatékony, mint a hagyományos töltés. „A különbség olyan kicsi, hogy gyakorlatilag elhanyagolható. Körülbelül egy-két százalék” – mondja Liu.
Nem valószínű, hogy autók esetében az indukciós töltés végül felváltja majd a kábellel történő töltést. (Fotó: Canva)
Az elektromos kompok és buszok mellett az iparban, a bányászatban és a mezőgazdaságban használt vezető nélküli elektromos járművek is profitálhatnak a vezeték nélküli töltés előnyeiből a jövőben.
Liu azonban nem gondolja, hogy az indukciós töltés végül felváltja majd a kábellel történő töltést.
Hozzáteszi, hogy kutatócsoportjának eredményei nagy figyelmet keltettek, mivel ebben a teljesítményosztályban „a világ legjobbjai” közé tartoznak.
Kiemelt kép forrása: Canva
Devenyi Dalma
