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| 本文作者： no name | 2016-09-30 17:14 |
你见过纯电动的商用飞机吗？我们都没有。
作为一个电池设计师，Luke Workman 有一个想法，能在不久的将来把这一切变成现实。他希望通过优化现有的电池技术，并重新设计飞机上的电池布局，使他们更有效、更高效地适应长途旅行。
Luke Workman 向 News Atlas 解释了他关于电池设计的想法，以及如何帮助航空业过渡到更清洁、更可持续的飞行状态。
首先，Workman 表示，今天的电动马达“在空气中的效果非常好”，主要问题在于封装，需要尽可能多地把能量存储到电池组中，同时又要最大程度地降低重量。他告诉 News Atlas：“电池只有 35% 的重量用于电量存储，铝铜合金的表面薄片只是用于电能的导入和导出。这是很大的一部分重量，用的却不是导电材料。飞机搭载的很大一部分重量居然无法用于储存能量。”所以 Workman 到底提出了什么样的解决方案呢？
他想把飞机的机翼部分作为一个“巨大的电池”，更具体地说，他想把机翼改造成“电极板表面，然后穿过整个机翼的交叉区域进行处理。”
“我想出一个电池设计，重量远远降低，并解决了散热问题 —— 仅仅需要一个巨大、平整的表面，比如说，超过正常尺寸的超音速飞机机翼。”
不同于传统电池通过顶部的金属片传导能量，Workman 打算把大片的导电物质一起置入超薄的双面箔层（一面铝，一面铜）。这样做时，所有的电都会通过表面互相联系在一起。下面举个例子：
因为机翼需要坚固且合理的结构，Workman 建议：“我们可以把电池作为机翼的中间层，然后我们可以用铝皮表面的机翼作为集电器，把电能从电池层输出到电动机。”一个可视化的说明在下图：
他还指出，由于现在的小电池都有一个特定用途，这种“三明治”的想法无法获得同样效果。但把这个概念应用到大面积的工程，因为它是如何传播的。它不仅会非常好，但是如此薄，它也有非常小的热量。和我们大多数人都知道，电池温度调节通常是一个很常见的话题，当讨论有关电池。
由于以“超音速”飞机作为例子，为了在飞机上实践他的想法，他快速地制定了一些预估的技术规格：
“鉴于现有的电池材料具有安全、高生命周期等特性，每 0.2 毫米厚的箔层大约可以获得 13300 安时。九百层就能给我们提供 3.3 kV 标量、大约 44 兆瓦小时的电池存储。
总重量大约 104000 公斤（约 230000 磅），由高比例的导电材料构成，传导损耗比现有的任何技术更低，但充放电速率很高。由验证过的材料制作的成品，每公斤能给我们提供 423 瓦时。
假设我们的机翼面积是 300 平米，箔层约 20 厘米厚，顶部和底部各为 1 厘米厚的电导板，那么电池越大，效率越高。”
总之，飞机越大，机翼和表面积越大。因此，当平面变大时，效果会更好、更全面，不仅能用于飞机，也能用于其他交通工具或硬件结构：公车、火车、卡车、轮船甚至电力存储。
via electrek
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