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
TAURON Ciepło inwestuje w modernizację i bezpieczeństwo dostaw ciepła w Dąbrowie Górniczej
TAURON Ciepło przeznacza ponad 115 mln zł na rozwój i modernizację infrastruktury ciepłowniczej w Dąbrowie Górniczej. Inwestycje mają kluczowe znaczenie dla niezawodności dostaw ciepła, bezpieczeństwa energetycznego oraz komfortu mieszkańców.
Aktualizacja Planu wdrożenia Nowego Modelu Wymiany Informacji (NMWI) przez CSIRE
Polskie Sieci Elektroenergetyczne zaktualizowały Plan etapowego wdrożenia Nowego Modelu Wymiany Informacji (NMWI) za pośrednictwem CSIRE. Zmiana dotyczy zadania opcjonalnego S2.14 i obowiązuje od 1 września 2026 r.
Bilansowanie handlowe KSE: wyzwania i ryzyka w lipcu 2026
W lipcu 2026 roku bilansowanie handlowe w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym napotkało na poważne wyzwania. Powtarzające się niezbilansowanie portfeli POB generuje ryzyka dla bezpieczeństwa systemu i wpływa na skrajne ceny energii na rynku bilansującym.
Termomodernizacja 500 szkół z KPO: nowa jakość edukacji i efektywności energetycznej
W całej Polsce trwa modernizacja energetyczna 500 placówek edukacyjnych, finansowana z Krajowego Planu Odbudowy. Przykładem jest Szkoła Podstawowa nr 8 w Gnieźnie, która zyskała nowoczesne rozwiązania poprawiające komfort nauki i efektywność energetyczną.
NFOŚiGW dzieli się doświadczeniem z Ukrainą: wsparcie dla systemu finansowania ochrony środowiska
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej rozpoczął praktyczną współpracę z Ukrainą w zakresie finansowania ochrony środowiska i transformacji energetycznej. Wspólne działania mają na celu budowę efektywnego, odpornego na zmiany systemu wsparcia zielonej transformacji u naszego wschodniego sąsiada.
NFOŚiGW zostaje większościowym akcjonariuszem EMP – 4,5 mld zł na polski samochód elektryczny
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej przekazał ElectroMobility Poland blisko 4,5 mld zł, stając się większościowym akcjonariuszem spółki. To kluczowy krok w realizacji Polskiego Hubu Elektromobilności i budowy krajowej fabryki aut elektrycznych.
Komentarze