Akustyczna diagnostyka baterii: przełomowe badania MIT mogą zwiększyć bezpieczeństwo i wydłużyć żywotność magazynów energii
Naukowcy z MIT opracowali innowacyjną metodę analizy dźwięków emitowanych przez baterie litowo-jonowe, umożliwiającą niedestrukcyjne monitorowanie ich stanu i przewidywanie awarii.
Nowatorskie badania zespołu z Massachusetts Institute of Technology (MIT) rzucają nowe światło na procesy zachodzące wewnątrz baterii litowo-jonowych. Dzięki analizie subtelnych dźwięków, które powstają podczas ładowania i rozładowywania akumulatorów, naukowcy zidentyfikowali sygnatury akustyczne odpowiadające konkretnym mechanizmom degradacji ogniw. To przełomowe odkrycie może zrewolucjonizować monitorowanie stanu magazynów energii – zarówno w elektromobilności, jak i dużych instalacjach sieciowych.
Jak dźwięki zdradzają kondycję baterii?
Każda bateria w trakcie eksploatacji emituje ciche dźwięki, będące efektem procesów chemicznych i mechanicznych zachodzących w jej wnętrzu. Dotychczas nie było jednak jasne, jak odróżnić niegroźny szum tła od sygnałów świadczących o poważnych problemach, takich jak powstawanie gazów czy mikropęknięcia materiałów aktywnych.
W ramach tego badania, dzięki skrupulatnej pracy naukowej, nasz zespół zdołał rozszyfrować emisje akustyczne. Byliśmy w stanie sklasyfikować je jako pochodzące z pęcherzyków gazu generowanych przez reakcje uboczne lub z pęknięć wynikających z rozszerzania i kurczenia się materiału aktywnego, a także znaleźć sygnatury tych sygnałów nawet w zaszumionych danych.
– prof. Martin Z. Bazant, MIT
Nowe narzędzia dla elektromobilności i przemysłu
Zespół badawczy połączył testy elektrochemiczne z rejestracją emisji dźwiękowych w rzeczywistych warunkach pracy baterii. Zastosowanie zaawansowanej analizy sygnałów – w tym transformacji falkowej – pozwoliło na precyzyjne powiązanie określonych wzorców dźwiękowych z procesami generowania gazu i powstawania pęknięć.
W odróżnieniu od wcześniejszych metod, które ograniczały się do rejestracji przekroczenia poziomu hałasu, nowa technika integruje pomiary napięcia, prądu i charakterystyki akustycznej. To umożliwia identyfikację momentu pojawienia się niepokojących zjawisk, zanim dojdzie do widocznych awarii.
Sądzę, że sednem tej pracy jest poszukiwanie sposobu na badanie wewnętrznych mechanizmów baterii podczas normalnej pracy – i to metodą niedestrukcyjną.
– Yash Samantaray, MIT
Praktyczne zastosowania i perspektywy
Odkrycie MIT otwiera drogę do powstania niedrogich i pasywnych systemów monitorowania, które mogą być implementowane w pojazdach elektrycznych lub stacjonarnych magazynach energii. Pozwoli to na przewidywanie trwałości akumulatorów i wczesne wykrywanie zagrożeń, takich jak niekontrolowane reakcje termiczne prowadzące do pożarów.
Technologia może również znaleźć zastosowanie w laboratoriach opracowujących nowe materiały do baterii oraz w kontroli jakości podczas produkcji ogniw. Szybka identyfikacja defektów już na etapie formowania pozwoli na selekcję ogniw o najlepszych parametrach, jeszcze przed ich wykorzystaniem komercyjnym.
Współpraca i wsparcie badawcze
Projekt realizowany był przy wsparciu m.in. Toyota Research Institute, Center for Battery Sustainability, National Science Foundation oraz Departamentu Obrony USA. Współpracę podjęła również indyjska firma Tata Motors, która zamierza wdrożyć system monitorowania baterii w swoich pojazdach elektrycznych.
Zobacz również:
- Holenderski rynek energii: magazyny gazu zapełnione, rekordowe ceny prądu podczas bezwietrznych wieczorów
- ContourGlobal zainwestuje 1,6 GW w magazyny energii we Włoszech
- Drugie życie baterii: ACCIONA Energía i DNV testują magazyny energii z recyklingu e-skuterów
- IFC inwestuje 30 mln euro w R.Power. Nowe magazyny energii w Polsce
- Energa przyspiesza inwestycje w OZE i dystrybucję. W planach nowe bloki gazowe i magazyny energii
Źródło: MIT News
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Trendy i polityki rynku hybryd plug-in: Chiny, Europa i USA w porównaniu
Rynek hybryd plug-in (PHEV) w latach 2021-2024 rozwijał się dynamicznie w Chinach, stagnował w USA i notował spadki w Europie. Analizujemy przyczyny tych zmian oraz różnice w politykach regulacyjnych trzech największych rynków PHEV na świecie.
VSB Polska rozpoczyna budowę jednego z największych parków hybrydowych w Polsce – 303 MWp w Brzezince
VSB Polska rozpoczęła budowę nowoczesnego parku hybrydowego w województwie dolnośląskim. Inwestycja o mocy 303 MWp obejmuje fotowoltaikę, magazyn energii oraz elementy infrastruktury wspierające transformację energetyczną regionu.
UE i Brazylia wspólnie wzmacniają rynki węglowe – Deklaracja liderów podczas COP30
Unia Europejska i Brazylia zacieśniają współpracę na rzecz globalnych rynków węglowych. Podczas COP30 w Belém podpisano Deklarację liderów, która ma przyspieszyć wdrażanie polityk cenowych CO2 i wspierać realizację celów Porozumienia Paryskiego.
COP30: UE przyspiesza transformację energetyczną – kluczowe inwestycje w OZE i magazyny energii
Podczas szczytu COP30 przewodnicząca Komisji Europejskiej podkreśliła postępy w globalnej transformacji energetycznej. UE stawia na potrojenie mocy OZE do 2030 roku, rozwój infrastruktury i wsparcie dla Afryki.
Local content i repolonizacja łańcuchów dostaw na EuroPOWER & OZE POWER
Podczas 42. edycji konferencji EuroPOWER & OZE POWER w Warszawie Minister Aktywów Państwowych Wojciech Balczun podkreślił znaczenie local content i repolonizacji łańcuchów dostaw dla transformacji energetycznej i rozwoju polskiej gospodarki.
Prezes URE rozpoczyna konsultacje dotyczące magazynów energii operatorów systemów elektroenergetycznych
Urząd Regulacji Energetyki ogłosił konsultacje dotyczące magazynów energii posiadanych przez operatorów systemów elektroenergetycznych. Celem jest sprawdzenie zainteresowania innych podmiotów przejęciem i eksploatacją tych instalacji.
Komentarze