Volymenergi

Volymenergi, eller energi per volymenhet, är ett mått på hur mycket energi som finns i ett visst volymutrymme. Enheten är joule per kubikmeter (J/m^3) i SI-systemet. Begreppet används inom fysik, kemi och teknik för att jämföra hur mycket energi olika system kan lagra per volym.

Inom fältteori beskriver volymenergi hur mycket energi som finns i ett område på grund av fält, till exempel elektromagnetiska fält. Energidensiteten i ett elektromagnetiskt fält i vakuum kan delas upp i ett elektriskt och ett magnetiskt bidrag: u = ε0 E^2/2 + B^2/(2 μ0). Den totala volymenergin är summan av dessa komponenter. I material används volymenergi också för att beskriva lagrad energi i deformeras eller uppvärmda medier.

I praktiken används volymenergi ofta när man jämför energiinnehåll i bränslen och i energilagringsenheter. Bensin har hög volymenergi; cirka 9–10 kWh per liter (ungefär 34–36 MJ/L). För batterier varierar volymenergin mellan olika tekniker och konstruktioner, men kommersiella litiumjonbatterier ligger vanligtvis i intervallet cirka 0,2–0,8 kWh per liter (motsvarar ungefär 0,7–2,9 MJ/L).

Volymenergi är inte konstant utan påverkas av temperatur, tryck och sammansättning. Den är relaterad till men är inte densamma som specifik energi (energi per kilogram). Valet mellan hög volymenergi och hög specifik energi är viktigt i fordons- och energilagringsapplikationer där utrymme och vikt väger olika tungt. Beräkning av volymenergi görs genom att dela systemets totala energi med dess volym, eller genom teoretiska beräkningar av fältbidrag i fysiken.

---