Новые электромобили (EV) сталкиваются со многими проблемами, такими как ограниченная емкость заряда, малый пробег на одной зарядке и длительное время зарядки. Чтобы решить эти проблемы, исследователи из Университета Центральной Флориды использовали передовые технологии НАСА для разработки силового костюма для электромобиля, который помогает увеличить мощность автомобиля.
Костюм изготовлен из слоистого углеродного композитного материала, который работает как энергоаккумулирующее гибридное устройство суперконденсатор-батарея благодаря своей уникальной конструкции на наноуровне. Этот композит такой же прочный, как сталь, или даже прочнее, чем алюминий, что может уменьшить вес вашего автомобиля и увеличить пробег на одной зарядке.
Чтобы сконструировать материал, исследователи создали положительно и отрицательно заряженные слои углеродного волокна и сложили их вместе в чередующемся порядке, создав сильный энергоаккумулирующий композит. Листы наноразмерного графена были зажаты между слоями, чтобы повысить их способность накапливать энергию, при этом листы были прикреплены к электродам из углеродного волокна, на которые нанесены различные оксиды металлов, чтобы получить электроды с высокой плотностью энергии. Это обеспечивает гибриду суперконденсатора и батареи беспрецедентную способность накопления энергии и жизненный цикл зарядки.
Благодаря своему уникальному дизайну материал обладает значительной ударной вязкостью и прочностью на изгиб, что необходимо для противостояния автомобильному столкновению, а также значительной прочностью на растяжение. Кроме того, материалы также нетоксичны и негорючи, что очень важно для безопасности пассажиров в случае аварии, исследователи говорят, что срок службы в цикле зарядки-разрядки в 10 раз больше, чем у обычного аккумулятора электромобиля.
При использовании в качестве оболочки кузова автомобиля для дополнения батареи устройство накопления энергии на основе суперконденсатора может увеличить запас хода электромобиля на 25%, то есть 321 км на одной зарядке автомобиль может проехать дополнительно 80 км и уменьшить его общий вес. В качестве суперконденсатора он также повысит мощность электромобиля, дав ему дополнительный толчок, необходимый для разгона с нуля до 96 км/ч за 3 секунды.
«Сейчас в электромобилях батарея составляет до 40% веса», - говорит соавтор исследования Ковсик Самбат Кумар. «Благодаря этому композиту, накапливающему энергию, мы можем увеличить пробег без увеличения веса аккумулятора; кроме того, он снижает вес транспортного средства, сохраняя при этом высокую прочность на растяжение, изгиб и ударную вязкость. Всякий раз, когда вы уменьшаете этот вес, вы можете увеличить запас хода, так что это имеет огромное применение в электромобилях и авиации».
