banner 1280x290 new

Η βιομηχανία στρέφεται στα νανουλικά και ηλεκτρικά οχήματα

 

Η βιομηχανία στρέφεται στα νανουλικά και ηλεκτρικά οχήματα
 
 

Αδιαμφισβήτητα, το μέλλον των υλικών είναι τα νανουλικά.

 Γράφουν οι Ευάγγελος Τσιρογιάννης και Δρ. Σοφοκλής Μακρίδης

Αδιαμφισβήτητα, το μέλλον των υλικών είναι τα νανουλικά. Πολλοί ερευνητές και εταιρείες ψάχνουν όλο και περισσότερες μεθόδους για να εκμεταλλευτούν τις ιδιότητες τους σε διάφορες εφαρμογές όπως για να βελτιώσουν τις θερμικές ιδιότητες, τις μηχανικές, τις ηλεκτρικές ιδιότητες. Βιομηχανίες που κάνουν έντονη έρευνα και χρήση τους είναι οι αυτοκινητοβιομηχανίες, οι αεροδιαστημικές βιομηχανίες, οι βιομηχανίες ενέργειας και ούτω καθεξής. 

 

Τα νανουλικά θα μπορούσαν να είναι σε μορφή νανοσωματιδίων (nanoparticles), φουλερενίων (fullerenes) και νανοσωλήνων άνθρακα μονού τοιχώματος SWCNT και πολλαπλού τοιχωμάτων (MWCNT) αλλά και γραφένιο (Graphene). Θα μπορούσαν να εισαχθούν σε μήτρα πολυμερούς δημιουργώντας σύνθετο υλικό πολυμερικής μήτρας (PMC), σε μήτρα μετάλλου δημιουργώντας σύνθετο υλικό μεταλλικής μήτρας (MMC),  ή σε μήτρα κεραμικού δημιουργώντας σύνθετο υλικό κεραμικής μήτρας (CMC). Η βέλτιστη κατασκευή σύνθετων υλικών από νανουλικά είναι ακόμη σε ερευνητικό στάδιο αφού πολλές φορές προβλήματα αντιμετωπίζονται στον διασκορπισμό των νανουλικών μέσα στην μήτρα καθώς και άλλα προβλήματα. Ωστόσο, έχει γίνει πολύ μεγάλη πρόοδος τα τελευταία χρόνια πράγμα που σημαίνει ότι στο άμεσο μέλλον θα έχουν λυθεί ακόμη και τα λίγα προβλήματα που παραμένουν κατά την κατασκευή τους για μεγάλες εφαρμογές. 

Λαμβάνοντας υπόψιν μας ότι οι αυτοκινητοβιομηχανίες στρέφονται στην ηλεκτροκίνηση, ψάχνουν συνεχώς νέους τρόπους για να βελτιώσουν πολλά τμήματα των νέων ηλεκτρικών οχημάτων.

Συγκεκριμένα, σημαντικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν σε αυτό το αρχικό στάδιο είναι ότι οι μπαταρίες των οχημάτων είναι υψηλής μάζας πράγμα το οποίο αυξάνει πολύ την μάζα του συνολικού οχήματος. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα αποτελεί η χρήση σύνθετων υλικών αποτελούμενα από νανουλικά. Κάτι τέτοιο θα οδηγούσε στην αύξηση αντοχής και ακαμψίας των δομικών στοιχείων του οχήματος και συνεπώς στην ελάφρυνση της μάζας τους. Σημαντική συμβολή στα ηλεκτρικά οχήματα θα αποτελέσει και η χρήση νανουλικών για να βελτιστοποιηθούν εκτός από τις μηχανικές και οι ηλεκτρικές αλλά και οι θερμικές ιδιότητες  κάποιων μερών του οχήματος.

Τα νανουλικα έχουν εφαρμογή και στις ίδιες τις μπαταριές και συγκεκριμένα ως υλικό παρεμβολής στο αρνητικό ηλεκτρόδιο για τις μπαταριές ιόντων λιθίου (Li). Η χρήση τους στα ηλεκτρόδια μειώνει την διαδρομή διάχυσης για τα ιόντα λιθιου αυξάνοντας την κινητικότητά τους και τείνει επίσης να αυξήσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα, καθιστώντας την ηλεκτροχημική αντίδραση πιο αποτελεσματική. Αντίστοιχες καινοτομίες προκύπτουν με την χρήση των νανουλικών σε μπαταρίες Ni-MH (νικελίου μεταλλοϋδριδίου).

anakainiseis

Συμπερασματικά, η εξέλιξη των νανουλικών συμπορεύει με την εξέλιξη των οχημάτων, θέτοντας τα νανουλικά ένα μεγάλο ανταγωνιστή έναντι των συμβατικών υλικών στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας. 

Λίγα λόγια για τους αρθρογράφους

tsiogiannis

Ο Ευάγγελος Τσιρογιάννης, MEng, είναι Συνεργάτης του Κέντρου Βιώσιμης Ανάπτυξης, Υλικών και Ενέργειας του τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Πατρών και Επιστημονικός συνεργάτης του EODH SA σε καινοτόμα υλικά νανοτεχνολογίας και ρομποτικής.

makridis

O Δρ. Σοφοκλής Μακρίδης είναι Διευθυντής του Κέντρου Βιώσιμης Ανάπτυξης, Υλικών και Ενέργειας & Αναπληρωτής Καθηγητής των Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Πατρών. Είναι Ειδικός σε θέματα νανοσύνθετων υλικών και διεργασιών για Ενεργειακές και Περιβαλλοντικές Τεχνολογίες.

Σχετικά άρθρα:

[1] Electric Car Chassis for Shell Eco Marathon Competition: Design, Modelling and Finite Element Analysis, EC Tsirogiannis, GE Stavroulakis, SS Makridis, World Electric Vehicle Journal 10 (1), 8-21
[2] Optimised ultrafast lightweight design and finite element modelling of a CFRP monocoque electric car chassis, Evangelos Ch. Tsirogiannis, Georgios E. Stavroulakis, Sofoklis S. Makridis, International Journal of Electric and Hybrid Vehicles 11 (3), 255-287
[3] Lightweight Design and Welding Manufacturing of a Hydrogen Fuel Cell Powered Car’s Chassis, EC Tsirogiannis, GI Siasos, GE Stavroulakis, SS Makridis, Challenges 9 (1), 25-40
[4] Design and Modelling Methodologies of an Efficient and Lightweight Carbon-fiber Reinforced Epoxy Monocoque Chassis, Suitable for an Electric Car, EC Tsirogiannis, GE Stavroulakis, SS Makridis, Material Science and Engineering with Advanced Research 2 (1), 5-12

 

 

 

camora

 

 
 

KANTE MAΣ LIKE  E-sterea.gr

 
 
 
 

KANTE MAΣ LIKE  E-sterea.gr

 

 

anakainiseis

CoverFacebook

themisnokas

lefkiano

estereaWebp.net gifmaker

remos

ΦΩΤΟΡΕΠΟΡΤΑΖ

 

ΦΑΡΜΑΚΕΙΑ ΘΗΒΑ

farmakio

lempesis

monomaxoi2

camora

 

SERVICESMALL

KTEL THIVAS

meli

ΑΠΙΣΤΕΥΤΟ ΜΕΛΙ ΑΠΟ
ΠΕΥΚΟ-ΡΕΪΚΙ
ΒΟΙΩΤΙΑ
ΤΗΛ 6980093156
ΑΠΛΑ ΔΟΚΙΜΑΣΤΕ ΤΟ

ARGIRIS

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ -  ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΕΣ - ΑΦΙΣΣΕΣ

ΔΕΙΤΕ ΔΕΙΓΜΑΤΑ ΔΟΥΛΕΙΑΣ

ARGIRIS 2

ΝΟΜΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑDIKIGOROS2 E STEREA.GR LOGO
theseis ergasias

aggelies

 

 

ΑΓΓΕΛΙΕΣ

ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΡΘΡΟΓΡΑΦΩΝ

 

FACEBOOK