飛機也要純電動？新型電池讓夢想成為現實

引用你見過純電動的商用飛機嗎？我們都沒有。

作為一個電池設計師，Luke Workman 有一個想法，能在不久的將來把這一切變成現實。他希望通過優化現有的電池技術，並重新設計飛機上的電池佈局，使他們更有效、更高效地適應長途旅行。

Luke Workman 向 News Atlas 解釋了他關於電池設計的想法，以及如何幫助航空業過渡到更清潔、更可持續的飛行狀態。

首先，Workman 表示，今天的電動馬達“在空氣中的效果非常好”，主要問題在於封裝，需要儘可能多地把能量存儲到電池組中，同時又要最大程度地降低重量。他告訴 News Atlas：“電池只有 35% 的重量用於電量存儲，鋁銅合金的表面薄片只是用於電能的導入和導出。這是很大的一部分重量，用的卻不是導電材料。飛機搭載的很大一部分重量居然無法用於儲存能量。”所以 Workman 到底提出了什麼樣的解決方案呢？
他想把飛機的機翼部分作為一個“巨大的電池”，更具體地説，他想把機翼改造成“電極板表面，然後穿過整個機翼的交叉區域進行處理。”

引用“我想出一個電池設計，重量遠遠降低，並解決了散熱問題 —— 僅僅需要一個巨大、平整的表面，比如説，超過正常尺寸的超音速飛機機翼。”

不同於傳統電池通過頂部的金屬片傳導能量，Workman 打算把大片的導電物質一起置入超薄的雙面箔層（一面鋁，一面銅）。這樣做時，所有的電都會通過表面互相聯繫在一起。下面舉個例子：


因為機翼需要堅固且合理的結構，Workman 建議：“我們可以把電池作為機翼的中間層，然後我們可以用鋁皮表面的機翼作為集電器，把電能從電池層輸出到電動機。”一個可視化的説明在下圖：


他還指出，由於現在的小電池都有一個特定用途，這種“三明治”的想法無法獲得同樣效果。但把這個概念應用到大面積的工程，因為它是如何傳播的。它不僅會非常好，但是如此薄，它也有非常小的熱量。和我們大多數人都知道，電池温度調節通常是一個很常見的話題，當討論有關電池。

由於以“超音速”飛機作為例子，為了在飛機上實踐他的想法，他快速地制定了一些預估的技術規格：

引用“鑑於現有的電池材料具有安全、高生命週期等特性，每 0.2 毫米厚的箔層大約可以獲得 13300 安時。九百層就能給我們提供 3.3 kV 標量、大約 44 兆瓦小時的電池存儲。

總重量大約 104000 公斤（約 230000 磅），由高比例的導電材料構成，傳導損耗比現有的任何技術更低，但充放電速率很高。由驗證過的材料製作的成品，每公斤能給我們提供 423 瓦時。

假設我們的機翼面積是 300 平米，箔層約 20 釐米厚，頂部和底部各為 1 釐米厚的電導板，那麼電池越大，效率越高。”

總之，飛機越大，機翼和表面積越大。因此，當平面變大時，效果會更好、更全面，不僅能用於飛機，也能用於其他交通工具或硬件結構：公車、火車、卡車、輪船甚至電力存儲。

via electrek

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資料來源：雷鋒網
作者/編輯：陳楊英傑