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新型电极可使电动飞机和车辆更高效

能源 2019-12-24 18:07:44

当我们朝着更可持续的未来发展并减少化石燃料的使用时,电动汽车和飞机的普及率正在上升。

各种电动汽车在实现有关气候变化的全球目标方面发挥着重要作用。电动汽车的缓解路径将升温限制在2 C或1.5 C以下,而电动飞机将是当前关于空中旅行引起的碳排放的强烈要求的环保答案 。

近来,为了提高电动车辆的效率已经取得了大量的技术进步。尽管取得了这些进步,但是仍然存在一些阻碍广泛采用的重大问题。

电动汽车无论是在公路上行驶还是在高空飞翔,都面临着最大的挑战之一。它们必须携带能量存储,而对于电动汽车而言,则意味着电池和超级电容器。

即使是最新的电池和超级电容器,其重量和密度也仍然难以置信。这不可避免地拖累了车辆的性能和效率。但是,由于最近的发现,这个问题可能已成为过去。

最近的突破

随着电动汽车在我们社会中变得越来越重要,使电池更高效的竞赛已经开始。对于电动汽车,有关降低质量的绝大多数研究都集中在提高能量密度上,目的是减轻电池或超级电容器本身的重量。

德克萨斯农工大学工程学院的一组研究人员已经尝试从一个独特的角度解决这一问题。

该研究小组的负责人,德州农工大学化学工程系教授Jodie Lutkenhaus博士认为,他们可以通过将能量存储在车身结构面板中来实现更轻的电动汽车,飞机电池和超级电容器。

这种方法存在独特的技术挑战,因为它将要求电池和超级电容器具有与结构体面板相同的机械性能。电池和超级电容器电极由于制造材料的脆性而通常在机械上不那么坚固。

在“ 问题”一文中,该团队描述了他们创建具有改进和更强机械性能的新型超级电容器电极的过程。他们能够通过将它们基于凯夫拉尔纳米纤维和多巴胺官能化的石墨烯来制造这些电极。

神经递质多巴胺是一种高度粘附的分子,可以使特性几乎粘附在任何表面上,能够模仿贻贝中的蛋白质。多巴胺和钙离子的使用使该团队能够显着提高机械性能。

研究人员发现了迄今为止具有最高多功能效率的超级电容器电极。多功能效率基于电化学和机械性能评估多功能材料。这意味着该研究已导致创建新的结构电极家族。

由于得克萨斯州A&M团队进行了开创性的研究,因此现在有可能减轻电动飞机和车辆的重量。这将需要一种不同于当前过程的新制造方法。虽然Lutkenhau和她的团队的研究主要涉及超级电容器,但他们正在努力利用这项研究并将其应用于制造更坚固,更坚固的电动汽车电池。

这对电动飞机和车辆的未来意味着什么

这引发了有关电动汽车制造和维护的未来的新问题。我们需要改变电动汽车的制造方式来考虑这些新电极,但行业可能会欢迎这些创新。

尽管这一最新发现为电动汽车和飞机上的最大问题之一提供了解决方案,但在通往高效,可持续的未来的道路上仍然还有许多距离。

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