北京
南京航空航天大學教授朱孔軍團隊研發(fā)的新型碳纖維結構超級電容器有望讓無人機“機身即電池”，為破解無人機“續(xù)航載重不可兼得”的困局提供全新思路。近日，相關研究成果發(fā)表于《先進材料》。
隨著我國“雙碳”目標推進，無人機已廣泛應用于機場巡查、城市配送等領域。當前的主流無人機機身采用航空級碳纖維復合材料，密度僅為鋼的1/4，強度卻是鋼的7倍，能最大程度減重。然而，傳統(tǒng)的電池系統(tǒng)卻成了減重的“絆腳石”。
據計算，一架載重5公斤的物流無人機，電池重量就達到3公斤，同時還需要增加0.5公斤配重保持平衡。一些企業(yè)為了讓無人機能夠多飛5公里，不得不減少1公斤貨載。這種不得已的“取舍”讓很多企業(yè)陷入兩難。
在一次國際會議上，朱孔軍接觸到“結構儲能一體化”概念，靈光一閃：“能不能讓機身結構本身儲能？”此后，他便帶領學生著手研發(fā)碳纖維結構超級電容器。
在朱孔軍指導下，南京航空航天大學2023級碩士生周恒將碳纖維電極和環(huán)氧樹脂基固體電解質相結合，嘗試做成“能承重的儲能器件”，歷經近百次試驗后，終于做出了達標樣品?！斑€原氧化石墨烯像‘電流高速公路’，讓電傳得快；釩氧化物像‘能量倉庫’，能存更多電?！敝炜总姳硎?，“一層薄薄的涂層，就有望讓碳纖維儲電量提升數倍。”
“普通儲能設備受壓后儲電量會下降，我們的反而更好?！敝芎憬忉專牧鲜軌簳r結合更緊密，電傳輸更順暢。更難得的是，該材料還具有抗損壞能力，用刀片劃口子、用鉆頭鉆孔后仍能進行工作。此外，它們還可以像搭積木一樣，根據實際需求進行靈活組合：需要更高電壓時就串聯(lián)，需要更大容量時就并聯(lián)。
來源：IT之家等
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