I volani sono un modo per immagazzinare energia nel momento di rotazione (energia cinetica) di grandi ruote sigillate nel vuoto. Sono usati come un modo per immagazzinare e rilasciare grandi quantità di energia elettrica e, sebbene il loro metodo di immagazzinamento non sia chimico, gli array di volani sono talvolta chiamati batterie. Poiché il metodo di immagazzinamento è meccanico piuttosto che chimico, la quantità di energia immagazzinata è limitata solo dalle dimensioni del volano, dalla sua capacità di ruotare rapidamente senza rompersi e dal design del motore/generatore. I volani hanno trovato impiego in applicazioni specializzate per le quali sono necessarie grandi e rapide esplosioni di potenza, come nei cannoni ferroviari militari o per fornire l’elettricità per innescare le reazioni di fusione.
I volani sono generalmente supportati da cuscinetti magnetici che non richiedono alcun ingresso di alimentazione esterna. Pertanto, sono relativamente economici, affidabili e richiedono poca manutenzione. I volani esistono da secoli, ma solo di recente abbiamo sviluppato aspirapolvere di alta qualità, cuscinetti magnetici e materiali durevoli necessari per immagazzinare notevoli quantità di energia nei volani. Oltre a poter immagazzinare notevoli quantità di energia, altri vantaggi dei volani includono la loro durata praticamente illimitata, ricariche illimitate e natura ecologicamente pulita.
Molti volani sono realizzati in acciaio, ferro o vari materiali compositi. Le rotazioni massime al minuto per questi materiali sono di circa 1,000-5,000, a seconda delle dimensioni della ruota. Gli esperimenti hanno utilizzato volani a base di fibra di carbonio per prestazioni superiori. Forse il miglior materiale per i volani sono i nanotubi di carbonio, o buckminsterfullerene, una sostanza con una resistenza alla trazione molte volte superiore a quella del diamante. Tuttavia, il costo del materiale lo rende attualmente proibitivo per l’uso in sistemi a volano.
I volani sono stati propagandati come i sistemi di accumulo di energia ideali per gli alimentatori ininterrotti (UPS) e, in futuro, per le automobili elettriche. Poiché i volani sono pensati per girare molto velocemente, devono avere una densità uniforme ed essere privi di difetti microscopici. Una minuscola crepa può essere ingrandita e causare la rottura della ruota e il volo in più direzioni, in una catastrofe a volte chiamata esplosione del volano. I volani hanno un’efficienza di conversione di circa l’80%, che è considerata sostanziale.