Elektrikli araçlarda menzil artışı ya da süratli şarj teknolojileri kadar değerli bir öteki gelişme, direkt bataryaların yapısında yaşanmak üzere. Bilim insanları, sadece güç depolamakla kalmayıp birebir vakitte aracın yapısal bir modülü olarak vazife yapan yeni jenerasyon bataryalar üzerinde çalışıyor.

Bu yapısal bataryalar, elektrikli araçların hem yükünü azaltmayı hem de performansını artırmayı vaat ediyor. Klasik lityum-iyon bataryalar güçlü enerji kapasitesine sahip olsalar da, büyük ve ağır yapıları nedeniyle araç dizaynında çeşitli sınırlamalara yol açıyor. Bu bataryalar ekseriyetle aracın tabanına yerleştiriliyor, böylelikle hem alan kullanımı sınırlanıyor hem de tartı arttıkça menzil azalıyor.

Yeni geliştirilen yapısal bataryalar ise bu sıkıntıya farklı bir yaklaşım sunuyor: Güç depolamanın yanı sıra taşıyıcı iskelet vazifesi gören bu sistemler, bataryaları direkt şasi, tavan yahut kapı panelleri üzere yapısal alanlara entegre ediyor.

Hem hafif, hem sert

Bu alandaki öncü çalışmalardan biri İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden geliyor. Araştırma takımı, karbon fiber temelli kompozit materyaller kullanarak hem güçlü hem de güç yoğunluğu yüksek bir batarya çeşidi geliştirdi. Bu gereçler sırf hafif olmakla kalmıyor, tıpkı vakitte alüminyum üzere klâsik taşıyıcı yapıların yerini alabilecek kadar sertlik sunuyor. Birinci hesaplamalara nazaran, bu yeni sistem elektrikli araçların toplam yükünü %20’ye kadar azaltabilir. Tartıda sağlanan bu avantaj, daha uzun sürüş menzili yahut daha kompakt batarya sistemleri manasına geliyor.

Bazı senaryolarda sürüş menzilinin %70’e kadar artabileceği öngörülüyor. Bu, bilhassa kent içi ulaşım ve hafif ticari araçlar için değerli bir fark yaratabilir. Üstelik bu teknoloji sırf otomotivle sonlu kalmayabilir; havacılık, uzay ve nakliyecilik üzere farklı bölümlerde de yapısal batarya konsepti uygulanabilir.

Yapısal bataryaların üretiminde kullanılan materyaller, teknolojinin dayanıklılığı ve verimliliği açısından da dikkat çekiyor. Lityum demir fosfat (LFP) kaplı karbon fiberler, indirgenmiş grafen oksit üzere ileri materyallerle birleştirilerek daha uzun ömürlü ve inançlı bir batarya yapısı elde ediliyor. Son prototipler, 42 Wh/kg güç yoğunluğuna ulaştı ve yapısal sertlik bakımından alüminyuma denk düzeylere erişti.

Ancak teknolojinin yaygın kullanıma girmesi için hala aşılması gereken kimi teknik maniler var. Bilhassa daha yüksek voltaj çıkışı sağlamak ve katı hal elektrolit teknolojisine geçiş üzere hususlar ön planda. Bu alanlarda sürdürülen araştırmalar, yakın gelecekte elektrikli araçlarda hem batarya verimliliğini hem de tasarım esnekliğini önemli ölçüde dönüştürebilir.

Yapısal bataryalar, yalnızca taşıma kapasitesi değil, güç sistemlerini de araca entegre ederek elektrikli ulaşımda ezberleri bozacak bir yaklaşım sunuyor. Bu yeni kuşak bataryalar, elektrikli araçların tasarım, verimlilik ve sürdürülebilirlik kriterlerinde esaslı değişimlerin habercisi olabilir.