Η Trafotek χρησιμοποιεί πηγή ακτίνων Χ με λέιζερ για να βελτιώσει την απόδοση της μπαταρίας του ηλεκτρικού οχήματος

Στο μέλλον, οι κατασκευαστές μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω την ανθεκτικότητα και την απόδοση των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων μέσω συμπαγών πηγών ακτίνων Χ. Αυτή η ανακάλυψη είναι το αποτέλεσμα ενός ερευνητικού έργου υπό την ηγεσία του XProLas.
Οι εταίροι ανάπτυξης στο πρόγραμμα XProLas εργάζονται επί του παρόντος για την ανάπτυξη μιας πηγής ακτίνων Χ με λέιζερ, με τα πρώτα συστήματα επίδειξης να αναμένονται το 2026. Αυτά τα συστήματα θα παρέχουν στους κατασκευαστές τη δυνατότητα να παρακολουθούν τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο και θα είναι σε θέση να αναγνωρίζει ακαθαρσίες μέσα στην μπαταρία με πολύ υψηλό βαθμό ακρίβειας.
Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας θα έχουν άμεση εφαρμογή στην ανάπτυξη νέων μπαταριών και αναμένεται να βελτιώσουν βασικές παραμέτρους απόδοσης όπως η ταχύτητα φόρτισης.
Αξίζει να σημειωθεί ότι, στο παρελθόν, τέτοιες μελέτες έχουν συνήθως διεξαχθεί σε πεντάλ αερίων μεγάλων σωματιδίων μήκους άνω των 100 μέτρων και οι εγκαταστάσεις αυτές είναι εξαιρετικά σπάνιες, περιορίζοντας το εύρος και την αποτελεσματικότητα της έρευνας. Αντίθετα, οι πηγές ακτίνων Χ που λειτουργούν με λέιζερ έχουν το μέγεθος μόνο ενός τροχόσπιτου και είναι πολύ φθηνότερες στην κατασκευή, καθιστώντας τις πιο κατάλληλες για ευρεία χρήση σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Το ερευνητικό πρόγραμμα XProLas έχει προϋπολογισμό περίπου 15 εκατ. ευρώ και χρηματοδοτείται από το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF).
Σε αυτό το έργο, η Tonsfast χρησιμοποιεί την τεχνογνωσία της στη βιομηχανική κατασκευή λέιζερ για να παρέχει υλικά και εξαρτήματα κυττάρων για δοκιμές με συνεργάτες όπως η BASF και η Cellforce. Επιπλέον, εταιρείες όπως η Ushio Germany, η Excillum, η Bruker και η Viscom παρέχουν βασική τεχνογνωσία στην κατασκευή πηγής δοκού και συστήματος. Το Πανεπιστήμιο του Αννόβερου, καθώς και τα Ινστιτούτα Fraunhofer στο Άαχεν και την Ιένα, παρείχαν επίσης σημαντική υποστήριξη για το έργο σε ακαδημαϊκό επίπεδο.
Εκτός από τις εφαρμογές που αναφέρονται παραπάνω, το έργο XProLas εργάζεται για την ανάπτυξη μιας συμπαγούς πηγής ακτίνων Χ υψηλής φωτεινότητας ειδικά σχεδιασμένης για την ανάλυση υλικών καθόδου για μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων.
Τα υλικά καθόδου των μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων είναι κρίσιμα για τη συνολική απόδοση και αξιοπιστία τους και η ακριβής σύνθεση αυτών των υλικών μπορεί να γίνει με ακρίβεια γνωστή μόνο μέσω μετρήσεων ακτίνων Χ.
Η συμπαγής πηγή ακτίνων Χ που κινείται με λέιζερ ελπίζουμε ότι θα αντικαταστήσει μεγάλες ερευνητικές εγκαταστάσεις σε αυτόν τον τομέα, επιταχύνοντας έτσι τη διαδικασία ανάπτυξης για τους κατασκευαστές υλικών καθόδου.
Στη διαδικασία παραγωγής ακτίνων Χ, το λέιζερ δρα ως πηγή δέσμης ανάντη, δημιουργώντας ένα πλάσμα χτυπώντας έναν συγκεκριμένο στόχο μετάλλου (όπως γάλλιο, ίνδιο ή κασσίτερο) με παλμό λέιζερ, ο οποίος με τη σειρά του απελευθερώνει φως πολύ μικρού μήκους κύματος όπως οι ακτινογραφίες.