Inovatyvi baterijų technologija išskiria skrendančius automobilius

Reaktyvinės dėžės, robotai tarnaitės, skraidančios mašinos buvo XXI amžiaus pažadai. Vietoj to mes gavome mechanizuotus, autonominius dulkių siurblius. Penn State valstijos tyrėjų komanda šiuo metu tiria elektrinio vertikalaus skrydžio e tūpimo (eVTOL) transporto priemonių projektavimo reikalavimus, bandydama galimus akumuliatoriaus energijos šaltinius.

„Manau, kad skraidymo mašinos gali pašalinti daug laiko, padidinti produktyvumą, pakeisti praėjimus“, – sakė Chao-Yanas Wangas, Williamo E. Diefenderio mechanikos departamento direktorius, elektrocheminių variklių centro direktorius. , Penn State. “Tačiau elektrinės vertikalios kilimo ir tūpimo transporto priemonės yra labai sudėtinga technologija.”

Tyrėjai nustatė techninius reikalavimus skraidantiems automobilio akumuliatoriams եկ Pranešimas apie akumuliatoriaus prototipą 2021 m. Birželio 7 d Ou ool,

„Lėktuvų baterijoms reikalingas labai didelis energijos tankis, kad galėtų likti ore“, – sakė Wangas. „O jiems taip pat reikia daug energijos kilimo ir nusileidimo metu. Vertikaliai aukštyn ir žemyn reikia daug jėgų “.

„eVTOL Infographic“:

Elektrinių motorinių transporto priemonių revoliucija atveria kelią miesto judėjimui oru, tačiau žmonės neturėtų būti naivūs manydami, kad elektromobilių baterijų pakaks skrydžiui elektra. Greito įkrovimo reikalavimai, 30 kartų padidinantys energijos pajėgumą և 3 kartus didesni už energijos poreikį, reikalauja naujos kartos akumuliatoriaus. Autorius: Ericas Roundry, EB galia

Wangas pažymi, kad baterijas taip pat reikia greitai įkrauti, kad piko valandomis būtų gaunamos didelės pajamos. Jis mato, kad šios transporto priemonės dažnai skraido ir leidžiasi, taip pat greitai ir dažnai pildo degalus.

„Komerciniu požiūriu norėčiau, kad tie automobiliai piko metu atliktų 15 kelionių du kartus per dieną, kad būtų pagrįsta automobilių kaina“, – sakė Wangas. – Pirmasis naudojimas greičiausiai bus iš miesto į oro uostą, kuris veža tris ar keturis žmones, maždaug 50 mylių.

Svoris taip pat atsižvelgia į šias baterijas, nes automobilis turės pakelti ir iškrauti akumuliatorius. Kai „eVTOL“ skris, vidutinis trumpų kelionių greitis bus 100 mylių per valandą, o vidutinis tolimųjų reisų greitis – 200 mylių per valandą, teigia Wangas.

Mokslininkai išbandė dvi energiją taupančias ličio jonų baterijas, kurias per penkias – dešimt minučių galima įkrauti pakankamai energijos 50 mylių eVTOL kelionei. Šios baterijos per savo gyvenimą gali laikyti daugiau nei 2000 greitųjų įkrovimų.

Wangas his ir jo komanda naudojo technologijas dirbdami su elektromobilių akumuliatoriais. Svarbiausia yra kaitinti akumuliatorių, kad jį būtų galima greitai įkrauti, nepažeidžiant akumuliatoriaus, nesukeliant pavojingų ličio rūdų. Pasirodo, kaitinant akumuliatorių taip pat galima greitai išlaisvinti akumuliatoriuje sukauptą energiją, galimybę atlikti skrydžius ir nusileisti.

Tyrėjai akumuliatorius kaitina nikelio folija, kuri greitai pakelia bateriją iki 140 laipsnių pagal Celsijų.

„Trys funkcijos, dėl kurių„ eVTOL “baterija veikia viena prieš kitą normaliomis sąlygomis“, – sakė Wangas. „Didelis energijos tankis sumažina greitą įkrovimą, greitas įkrovimas paprastai sumažina galimų įkrovimo ciklų skaičių. Bet mes visi trys galime tai padaryti viena baterija “.

Vienas unikaliausių skraidančių automobilių aspektų yra tas, kad akumuliatoriai visada turi išlaikyti tam tikrą įkrovą. Skirtingai nei, pavyzdžiui, mobiliųjų telefonų akumuliatoriai, kurie geriausiai veikia visiškai iškraunami ar įkraunami, skraidanti automobilio baterija niekada neleis visiškai išsikrauti į orą, nes norint, kad oras ar žemė liktų, reikia elektros. Skrendančio automobilio akumuliatoriuje visada turėtų būti saugos riba.

Kai baterija tuščia, vidinė įkrovos varža yra maža, tačiau kuo didesnis likęs įkrovimas, tuo sunkiau pumpuoti daugiau energijos į akumuliatorių. Įkrovimas paprastai sulėtėja, kai baterija yra pilna. Tačiau, kai baterija įkaista, įkrovimas gali likti nuo penkių iki dešimties minučių.

„Tikiuosi, kad darbas, kurį atlikome rengdami šį dokumentą, suteiks žmonėms tvirtą idėją, kad mums nereikia dar 20 metų, kad pagaliau gautume šiuos automobilius“, – sakė Wangas. “Manau, kad mes įrodėme, kad eVTOL yra komerciškai perspektyvus”.

Nuoroda. Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree և Chao-Yang Wang, „Elektrinių vertikalių skraidančių orlaivių baterijų iššūkiai ir pagrindiniai reikalavimai“, 2021 m. Birželio 7 d. Ou ool,
DOI: 10.1016 / j.joule.2021.05.001:

Xiao-Guang Yang, Shanhai Ge, abu mechanikos inžinerijos profesoriai, ir Teng Luo, mechanikos inžinerijos doktorantas, visi dirbo Penn State. ir Ericas Roundtree, EC Power, Valstybinis koledžas, Pensilvanija.

JAV energetikos departamentas էներգ Energijos taupymo biuras Ռ Atsinaujinanti energija, JAV oro pajėgų smulkaus verslo technologijų perdavimo programa և William E. Defenderferio fondas finansavo šį tyrimą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.