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

Ученые удалили ядовитый сероводород из нефти звуком и вакуумом

Ученые удалили ядовитый сероводород из нефти звуком и вакуумом

ИИ-калькулятор снизит стоимость проектирования фибробетона на 30%

ИИ-калькулятор снизит стоимость проектирования фибробетона на 30%

Ученые использовали ИИ для создания несмываемых цветных изображений на металле

Ученые использовали ИИ для создания несмываемых цветных изображений на металле

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Найден опасный порог плотности кости для операций на позвоночнике

Найден опасный порог плотности кости для операций на позвоночнике

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе