Подписаться на новости SCDAILY 

  • Yulia Mi

Авиаперелеты на аккумуляторах смогут стать реальностью

В научной лаборатории Массачусетского Института Технологий ученые разработали новый вид аккумуляторов, которые можно использовать для авиаперелетов. Заряда этих аккумуляторов хватит, чтобы пролететь вдоль Калифорнийской береговой линии от Сан-Франциско до Лос-Анжелеса.



Инженеры давно мечтали о полетах на электрических транспортных средствах, но эта идея долгое время оставалась тупиковой, поскольку найти баланс между весом аккумулятора и его мощностью казалось невозможно.


Вверх и обратно


Но теперь ученые под руководством профессора Йет-Минг Чианга (Yet-Mind Chiang) нашли решение – они создали аккумуляторы специфического дизайна, физически изменив их структуру таким образом, чтобы поток электричества шел прямо от одного электрода к другому.


Ученые уверены, что новый аккумулятор будет быстро заряжаться, а его мощности хватит, чтобы поднять 12-тиместный самолет в небо и поддерживать его полет в течение не очень длительного времени (около часа) без использования топлива, что позволит преодолеть расстояние приблизительно 644 км.


Все дело в магнитном поле


Профессор материаловедения и владелец небольшого предприятия по производству серийных аккумуляторов Йет-Минг Чианг долгое время изучал, как небольшие изменения молекулярного состава могут значительно изменять запас энергии аккумуляторов. Вместе со своим коллегой Венкатом Висванатаном (Venkat Viswanathan) профессор Йет-Минг Чианг также исследовал, как расположение и ориентация молекул внутри аккумуляторов влияет на их характеристики. Используя магнитное поле, ученым удалось выпрямить изогнутые пути, по которым проходят ионы лития между электродами, что позволило значительно повысить скорость разрядки аккумуляторов.



В своей статье в журнале Nature Energy, профессор и его коллеги показали, что добавление магнитных наночастиц в материал электродов и приложение легкого магнитного поля помогает создать проводящие пути прямого сообщения между электродами. Последующие тесты обнаружили, что емкость разрядки таких электродов более, чем в два раза выше по сравнению с емкостью разрядки стандартных литий-ионных аккумуляторов – и это без снижения плотности энергии.


Свежий воздух


Эта разработка лишь первый значительный шаг на пути к полетам без сжигания топлива. Авиаперелеты являются одним из основных источников выбросов газов, создающих парниковый эффект. Использование электросамолетов позволит снизить выбросы углекислого газа в атмосферу примерно на 2 % от общего количества выбросов, производимых человеком. Более десяти компаний, включая Uber, Airbus и Boeing уже занимаются исследованием возможности разработки и использования небольших электросамолетов с целью создания «воздушного такси». Таким самолетам нет необходимости преодолевать большие расстояния, и они вполне могут обходиться только аккумуляторами.


Только начало


В настоящее время исследователи работают с компанией Zunum Aerо (Вашингтон) над разработкой и созданием прототипа первого тестового аккумулятора для гибридных самолетов. Первые небольшие гибридные 12-тиместные самолеты должны появиться уже к 2022 году. Планируется, что они будут иметь небольшой запас топлива в качестве резерва в целях безопасности и два аккумулятора, которые позволят совершать полеты на расстояния до 1127 км (700 миль).


Конечной целью ученых является разработка и производство достаточно больших аккумуляторов, которые можно будет использовать в самолетах, на которых сейчас летает большинство авиапассажиров.


#электросамолеты #аккумулятор #литий-ионный

Ссылка на статью в журнале Nature: https://go.nature.com/2P1FNMC