На шаг ближе к летающим машинам — новый подход к созданию аккумуляторов

То, о чем мы мечтаем, и то, что неизменно является атрибутом рассказов описывающих далекое будущее — летающие машины и роботы — может стать реальностью уже совсем скоро.

На шаг ближе к летающим машинам — новый подход к созданию аккумуляторов

Реактивные ранцы, горничные-роботы и летающие машины — все это мы должны были получить в 21 веке. Вместо этого мы получили механизированные автономные пылесосы и….всё. Сейчас группа исследователей из Пенсильвании изучает требования к электромобилям с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL), а также проектирует и испытывает потенциальные источники питания от батарей. Исследователи определили технические требования к батареям летающих автомобилей и сообщат о прототипе батареи в журнале Joule.

Батареи для летающих автомобилей требуют очень высокой плотности энергии, чтобы вы могли оставаться в воздухе. И им также нужна очень высокая мощность при взлете и посадке. Чтобы двигаться вертикально вверх и вниз, требуется много энергии.

Авторы работы отмечают, что аккумуляторы также нужно будет быстро перезаряжать, чтобы в часы пик можно было достичь максимального комфорта. Предполагается, что таким летающим авто придется совершать множество посадок и терять большую часть заряда в это время.

С коммерческой точки зрения инженеры ожидают, что эти автомобили будут совершать 15 поездок, дважды в день в час пик, чтобы оправдать их стоимость. Первое использование, вероятно, будет из города в аэропорт, перевозящим от трех до четырех человек на расстояние около 70 км.

Для этих аккумуляторов также важен вес, так как транспортному средству придется поднимать и опускать аккумуляторы. По словам исследователей, после запуска eVTOL в коротких поездках средняя скорость будет 180 км/ч, а в длинных поездках — до 350 км/ч.

Исследователи экспериментально протестировали две энергоемкие литий-ионные батареи, которые могут заряжаться с достаточной энергией для поездки на eVTOL на расстояние 70 км за пять-десять минут. Эти батареи могут выдержать более 2000 быстрых зарядов в течение своего срока службы.

Инженеры использовали технологию, над которой они работали, для аккумуляторов электромобилей. Главное — нагреть аккумулятор, чтобы обеспечить быструю зарядку без образования шипов лития, которые могут повредить аккумулятор и быть опасными. Оказывается, нагрев батареи также позволяет быстро разряжать энергию, хранящуюся в батарее, чтобы обеспечить взлет и посадку.

Исследователи нагревают батареи с помощью никелевой фольги, которая быстро нагревает батарею до 140 градусов по Фаренгейту. В нормальных условиях три атрибута, необходимые для батареи eVTOL, работают друг против друга. Высокая плотность энергии снижает быструю зарядку, а быстрая зарядка обычно сокращает количество возможных циклов перезарядки. Но мы можем сделать все три в одной батарее.

Совершенно уникальным аспектом летающих автомобилей является то, что батареи всегда должны сохранять некоторый заряд. В отличие, например, от аккумуляторов сотовых телефонов, которые лучше всего работают, если они полностью разряжены и заряжены, аккумулятор летающего автомобиля никогда не может полностью разрядиться в воздухе, потому что энергия необходима, чтобы оставаться в воздухе и приземляться. В аккумуляторе летающего автомобиля всегда должен быть запас прочности.

Когда батарея разряжена, внутреннее сопротивление зарядке низкое, но чем выше оставшийся заряд, тем труднее передать больше энергии в батарею. Обычно зарядка замедляется по мере заполнения батареи. Однако при нагревании аккумулятора время подзарядки может составлять от пяти до десяти минут.

Инженеры надеются, что работа, которую они проделали в этой статье, даст людям твердое представление о том, что нам не нужно еще 20 лет, чтобы, наконец, получить эти автомобили. Они отмечают, что продемонстрировали коммерческую жизнеспособность eVTOL, и установили вектор развития для технологии.

Читайте также

«Вечные» датчики хотят питать от ядерных алмазных батарей — менять их годами не придется

«Вечные» датчики хотят питать от ядерных алмазных батарей — менять их годами не придется

«Рыба судного дня» подсказала ученым конструкцию бесшумного подводного робота

«Рыба судного дня» подсказала ученым конструкцию бесшумного подводного робота

Домашнего робота Flourish 1 можно обучить уборке за полчаса — он стоит около 290 тысяч рублей

Домашнего робота Flourish 1 можно обучить уборке за полчаса — он стоит около 290 тысяч рублей

Ученые создали софт для расчета давления одежды на цифровом аватаре

Ученые создали софт для расчета давления одежды на цифровом аватаре

Ученые СурГУ превратили нефтяные отходы в углерод 97%-й чистоты

Ученые СурГУ превратили нефтяные отходы в углерод 97%-й чистоты

Робот ALBATROSS падает с высоты 150 метров, превращается в парусник и плывет дальше

Робот ALBATROSS падает с высоты 150 метров, превращается в парусник и плывет дальше

Ученые создали обои, которые вырабатывают электричество из влажности воздуха

Ученые создали обои, которые вырабатывают электричество из влажности воздуха

Китай отправил в море нового робота — он способен работать на глубине 4500 метров

Китай отправил в море нового робота — он способен работать на глубине 4500 метров

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

90 млн лет назад на Южном полюсе бушевали лесные пожары

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Huawei представила Mate 90 RS Ultimate Design с 2 ТБ памяти и ценой около 220 тысяч рублей

Huawei представила Mate 90 RS Ultimate Design с 2 ТБ памяти и ценой около 220 тысяч рублей

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера