Ученые из университета Центральной Флориды работают над экспериментальной батареей, которая будет служить внешней оболочкой транспортного средства. Проект получил название «силовой костюм». Технология может быть использована при изготовлении электромобилей и космических кораблей.
Костюм изготовлен из слоистого углеродного композитного материала, который работает как энергоаккумулирующее гибридное устройство суперконденсатор-батарея, благодаря своей уникальной конструкции на наноуровне.
Чтобы сконструировать материал, исследователи создали положительно и отрицательно заряженные слои углеродного волокна, которые при укладке и соединении в чередующемся порядке создают прочный энергоаккумулирующий композит.
Листы наноразмерного графена, прикрепленные к слоям углеродного волокна, обеспечивают повышенную способность накапливать заряд, в то время как оксиды металлов, нанесенные на прикрепленные электроды, повышают напряжение и обеспечивают высокую плотность энергии.
«Преимущество заключается в том, что разработанный нами композит может уменьшить вес вашего автомобиля и увеличить пробег на одной зарядке, — говорит Томас, который проводит свое исследование в Технологический центр NanoScience UCF. — Он так же прочен или даже прочнее стали, но намного легче».
Материал, используемый в качестве корпуса автомобиля, может снизить общий вес транспортного средства и увеличить запас хода электромобиля на 25%, а это означает, что автомобиль с пробегом 320 км на одной зарядке может проехать еще 80 км.
Как суперконденсатор, он также повысит мощность электромобиля, дав ему дополнительный толчок, необходимый для разгона с нуля до 60 м/ч за 3 сек.
По словам исследователей, при использовании в электромобилях композитный материал суперконденсатора будет получать энергию не только при зарядке, как аккумулятор, но и при торможении автомобиля. Срок цикла зарядки-разрядки в 10 раз больше, чем у существующих на данный момент аккумуляторов электромобиля.
По словам ученых, используемые материалы также нетоксичны и негорючи, что очень важно для безопасности пассажиров в случае аварии.
Способность оболочки перенаправлять энергию, захваченную при торможении напоминает действие костюма «Черной пантеры» из Marvel.
«Костюм “Черной пантеры” поглощает энергию и перенаправляет ее. Это именно то, что мы делаем, — сказал Панди, один из разработчиков. — Когда вы тормозите, оболочка поглощает энергию, а затем, когда вы видите зеленый свет и нажимаете на газ, она немедленно разряжается и дает мощный импульс тока, чтобы дать вам начальное толчковое ускорение».
На данный момент исследовательская группа разработала только небольшой прототип автомобиля с дистанционным управлением. Сама оболочка выглядит почти как костюм «Черной пантеры». Поверхность состоит из черной чешуи, которая переливается на свету.
Что касается готовности, то по словам разработчиков проект близок к желаемому уровню для использования НАСА. Разработка для коммерческого использования может занять еще около пяти лет.
Разработанный материал имеет широкое применение. Он может быть использован также в качестве рамок для спутников или в качестве части футуристических очков, таких как гарнитуры смешанной и виртуальной реальности.
«Черная пантера» — супергерой, появляющийся в комиксах издательства Marvel Comics. Он является королем Ваканды. Согласно комиксам силовой костюм данного персонажа способен накапливать энергию от сотрясающих его ударов.
Читать далее
Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения
Уран очень странная планета. Объясняем, почему астрономы хотят отправить к ней зонд
Ученые предложили пересмотреть основы квантовой физики и показали, где они не работают