你見過純電動(dòng)的商用飛機(jī)嗎？我們都沒有。

作為一個(gè)電池設(shè)計(jì)師，Luke Workman 有一個(gè)想法，能在不久的將來把這一切變成現(xiàn)實(shí)。他希望通過優(yōu)化現(xiàn)有的電池技術(shù)，并重新設(shè)計(jì)飛機(jī)上的電池布局，使他們更有效、更高效地適應(yīng)長途旅行。

Luke Workman 向 News Atlas 解釋了他關(guān)于電池設(shè)計(jì)的想法，以及如何幫助航空業(yè)過渡到更清潔、更可持續(xù)的飛行狀態(tài)。

首先，Workman 表示，今天的電動(dòng)馬達(dá)“在空氣中的效果非常好”，主要問題在于封裝，需要盡可能多地把能量存儲(chǔ)到電池組中，同時(shí)又要最大程度地降低重量。他告訴 News Atlas：“電池只有 35% 的重量用于電量存儲(chǔ)，鋁銅合金的表面薄片只是用于電能的導(dǎo)入和導(dǎo)出。這是很大的一部分重量，用的卻不是導(dǎo)電材料。飛機(jī)搭載的很大一部分重量居然無法用于儲(chǔ)存能量。”所以 Workman 到底提出了什么樣的解決方案呢？

他想把飛機(jī)的機(jī)翼部分作為一個(gè)“巨大的電池”，更具體地說，他想把機(jī)翼改造成“電極板表面，然后穿過整個(gè)機(jī)翼的交叉區(qū)域進(jìn)行處理?！?/p>

“我想出一個(gè)電池設(shè)計(jì)，重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低，并解決了散熱問題 —— 僅僅需要一個(gè)巨大、平整的表面，比如說，超過正常尺寸的超音速飛機(jī)機(jī)翼?！?/p>

不同于傳統(tǒng)電池通過頂部的金屬片傳導(dǎo)能量，Workman 打算把大片的導(dǎo)電物質(zhì)一起置入超薄的雙面箔層（一面鋁，一面銅）。這樣做時(shí)，所有的電都會(huì)通過表面互相聯(lián)系在一起。下面舉個(gè)例子：

因?yàn)闄C(jī)翼需要堅(jiān)固且合理的結(jié)構(gòu)，Workman 建議：“我們可以把電池作為機(jī)翼的中間層，然后我們可以用鋁皮表面的機(jī)翼作為集電器，把電能從電池層輸出到電動(dòng)機(jī)?！币粋€(gè)可視化的說明在下圖：

他還指出，由于現(xiàn)在的小電池都有一個(gè)特定用途，這種“三明治”的想法無法獲得同樣效果。但把這個(gè)概念應(yīng)用到大面積的工程，因?yàn)樗侨绾蝹鞑サ?。它不僅會(huì)非常好，但是如此薄，它也有非常小的熱量。和我們大多數(shù)人都知道，電池溫度調(diào)節(jié)通常是一個(gè)很常見的話題，當(dāng)討論有關(guān)電池。

由于以“超音速”飛機(jī)作為例子，為了在飛機(jī)上實(shí)踐他的想法，他快速地制定了一些預(yù)估的技術(shù)規(guī)格：

“鑒于現(xiàn)有的電池材料具有安全、高生命周期等特性，每 0.2 毫米厚的箔層大約可以獲得 13300 安時(shí)。九百層就能給我們提供 3.3 kV 標(biāo)量、大約 44 兆瓦小時(shí)的電池存儲(chǔ)。

總重量大約 104000 公斤（約 230000 磅），由高比例的導(dǎo)電材料構(gòu)成，傳導(dǎo)損耗比現(xiàn)有的任何技術(shù)更低，但充放電速率很高。由驗(yàn)證過的材料制作的成品，每公斤能給我們提供 423 瓦時(shí)。

假設(shè)我們的機(jī)翼面積是 300 平米，箔層約 20 厘米厚，頂部和底部各為 1 厘米厚的電導(dǎo)板，那么電池越大，效率越高?！?/p>

總之，飛機(jī)越大，機(jī)翼和表面積越大。因此，當(dāng)平面變大時(shí)，效果會(huì)更好、更全面，不僅能用于飛機(jī)，也能用于其他交通工具或硬件結(jié)構(gòu)：公車、火車、卡車、輪船甚至電力存儲(chǔ)。

via electrek

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