Il 19 maggio, l'azienda giapponese Toray ha annunciato lo sviluppo di una tecnologia di trasferimento termico ad alte prestazioni che migliora la conduttività termica dei compositi in fibra di carbonio, portandola allo stesso livello dei materiali metallici. Questa tecnologia trasferisce efficacemente il calore generato all'interno del materiale verso l'esterno attraverso un percorso interno, contribuendo a rallentare l'invecchiamento delle batterie nel settore della mobilità.
Nota per la sua leggerezza e l'elevata resistenza, la fibra di carbonio è oggi utilizzata nella produzione di componenti aerospaziali, automobilistici, edili, attrezzature sportive e apparecchiature elettroniche. Rispetto ai materiali in lega, la conducibilità termica è sempre stata un punto debole, e da anni gli scienziati si impegnano per migliorarla. In particolare, nel contesto del rapido sviluppo dei veicoli a energia alternativa, che promuovono l'interconnessione, la condivisione, l'automazione e l'elettrificazione, il materiale composito in fibra di carbonio è diventato indispensabile per il risparmio energetico e la riduzione del peso dei relativi componenti, soprattutto quelli dei pacchi batteria. Pertanto, è diventato sempre più urgente ovviare a queste carenze e migliorare efficacemente la conducibilità termica dei materiali compositi in fibra di carbonio (CFRP).
In precedenza, gli scienziati avevano tentato di migliorare la conduzione del calore aggiungendo strati di grafite. Tuttavia, lo strato di grafite tende a creparsi, frantumarsi e danneggiarsi facilmente, riducendo le prestazioni dei compositi in fibra di carbonio.
Per risolvere questo problema, Toray ha creato una rete tridimensionale di CFRP poroso ad alta durezza e fibra di carbonio accorciata. Nello specifico, il CFRP poroso viene utilizzato per supportare e proteggere lo strato di grafite per formare una struttura a conducibilità termica, e successivamente il preimpregnato di CFRP viene depositato sulla sua superficie, in modo da ottenere una conducibilità termica difficilmente raggiungibile con il CFRP convenzionale, addirittura superiore a quella di alcuni materiali metallici, senza compromettere le proprietà meccaniche.
Per quanto riguarda lo spessore e la posizione dello strato di grafite, ovvero il percorso di conduzione del calore, Toray ha ottenuto la massima libertà di progettazione, per realizzare una gestione termica precisa dei componenti.
Grazie a questa tecnologia proprietaria, Toray conserva i vantaggi del CFRP in termini di leggerezza ed elevata resistenza, trasferendo al contempo efficacemente il calore dal pacco batterie e dai circuiti elettronici. Si prevede che questa tecnologia troverà applicazione in settori quali i trasporti mobili, l'elettronica mobile e i dispositivi indossabili.
Data di pubblicazione: 24 maggio 2021
