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研究表明:碳纖維可儲存電能 可用于電動汽車車身

更新時間:2018-10-23點擊次數(shù):1500

【TechWeb】10月21日消息,據(jù)國外媒體報道,瑞典查爾默斯理工大學(Chalmers University of Technology)研究表明,碳纖維可以作為電池電極,直接儲存能量。這為電池形態(tài)提供了新的可能,未來碳纖維車身可以作為能源系統(tǒng)的一部分。

新研究:碳纖維可儲存電能 可用于電動汽車車身

研究表明:碳纖維可儲存電能 可用于電動汽車車身

  使用碳纖維材料可大大降低未來飛機和汽車的重量,比如客機如果想要使用電力驅動,就需要比現(xiàn)在的重量輕得多,而為了延長電動汽車單次續(xù)航的行駛距離,減輕車身重量也是至關重要的。

  查爾默斯理工大學材料與計算力學教授Leif Asp對碳纖維執(zhí)行更多任務的能力進行了研究,例如,它們可以儲存能量,而不僅僅是讓它作為增強材料來使用。

  他表示:“這樣一來,車身就不僅僅是一個承重元件,還可以充當電池。”“還可以將碳纖維用于其他用途,如收集動能、傳感器或能量和數(shù)據(jù)的導體。”如果所有這些功能都是汽車或飛機機身的一部分,那么重量可以減少50%。

  Leif Asp教授領導了一個多學科的研究小組,他們近發(fā)表了這項關于碳纖維微觀結構如何影響其電化學性質的研究——也就是說,它們在鋰離子電池中作為電極工作的能力。到目前為止,這還是一個未開發(fā)的研究領域。

  研究人員研究了不同類型的商用碳纖維的微觀結構。他們發(fā)現(xiàn),具有小而不定向晶體的碳纖維具有良好的電化學性能,但相對硬度較低。如果將其與碳素纖維相比,后者具有有大而高度定向的晶體以及更大的硬度,但是后者電化學性質太低,不能用于結構電池。

  Asp教授說:“我們現(xiàn)在知道了如何制造多功能碳纖維來獲得高儲能能力,同時保證足夠的硬度。”“對汽車等許多應用來說,稍微降低硬度并不是問題。”目前市場主要是昂貴的碳纖維復合材料,其硬度是為飛機使用量身定制的。因此,碳纖維制造商在這方面有一定的潛力來擴大其應用范圍。

  在研究中,具有良好電化學性能的碳纖維的硬度略高于鋼,而電化學性能較差的碳纖維硬度僅為鋼的兩倍多。

  目前,研究人員正在與汽車和航空工業(yè)合作。Leif Asp解釋說,對于航空業(yè)來說,可能需要增加碳纖維復合材料的厚度,以彌補結構電池剛度的降低。這反過來也會增加它們的儲能能力。

  “關鍵的是在系統(tǒng)層面上優(yōu)化車輛——基于重量、強度、剛度和電化學性能。這對汽車行業(yè)來說是一種新的思維方式,汽車行業(yè)更習慣于優(yōu)化單個零部件。結構電池可能不會像傳統(tǒng)電池那樣,但由于它們具有結構承重能力,在系統(tǒng)層面上可以獲得很大的收益。

  他接著說,“此外,結構電池的能量密度較低,會比標準電池更安全,尤其是它們也不會含有任何揮發(fā)性物質。”

 

新聞源于:新浪科技頻道