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储能科学与技术

科学家研新电极机械性能得到改善 进而提升电动汽车的效率

2019-12-11 12:22| 发布者: admin| 查看: 135| 评论: 0

摘要: 据外媒报道,电动汽车和电动飞机变得越来越受欢迎,意味着大家可能能够摆脱化石燃料,走向更可持续的未来。虽然重大的技术进步已经极大地提升了此类工具的效率,不过仍有几个问题阻碍它们得到普及。 ...

据外媒报道,电动汽车和电动飞机变得越来越受欢迎,意味着大家可能能够摆脱化石燃料,走向更可持续的未来。虽然重大的技术进步已经极大地提升了此类工具的效率,不过仍有几个问题阻碍它们得到普及。

(图片来源:德克萨斯农工大学)

最大的挑战之一与质量有关,因为目前电动汽车的电池和超级电容器都非常重。美国德克萨斯农工大学(Texas A&M University)工程学院的一个研究小组正从一个独特的角度研究该问题。

现在大多数的研究都集中于增加电池和超级电容器的能量密度,以减轻它们本身的重量,进而降低电动汽车的重量。不过,德克萨斯农工大学Artie McFerrin化学工程系的教授Jodie Lutkenhaus博士领导的一个研究小组认为,可以在车身结构面板中存储能量以减轻电动汽车和电动飞机的重量。此种方法带来了技术挑战,因为需要研发与车身结构面板具有相同机械性能的电池和超级电容器。然而,电池和超级电容器的电极通常都是由脆性材料制成,机械强度并不强。

不过,该研究小组提出了一种制造新型超级电容器电极的工艺,使得此种电极的机械性能得到了极大的改善。在此次研究中,该研究小组基于多巴胺功能化石墨烯和凯夫拉尔纳米纤维制出了非常坚固且坚硬的电极。多巴胺也是一种神经传递素,是一种具有高度黏附性的分子,可以模仿能够让贻贝粘到任何表面的蛋白质,采用多巴胺和钙离子使得该电极的机械性能得到显著改善。

事实上,研究人员推出的超级电容器电极是迄今为止,具备最高功能效率的石墨烯电极。功能效率是一个指标,基于机械性能和电化学性能评估多功能材料。

此次研究带来了一个全新的结构电极系列,为轻型电动汽车和电动飞机的发展打开了大门。虽然目前该项研究集中于超级电容器上,Lutkenhaus博士希望能够应用研究成果,研发出坚固且坚硬的电池。


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