UCF为电动汽车设计带电"动力服" 可使续航增加25%

据外媒报道，美国中佛罗里达大学（UCF）的研究人员利用NASA的先进技术，为电动汽车开发了一种动力套装（想像一下漫威漫画《黑豹》中穿的动力套装）。这种材料像钢铁一样坚固，比铝更轻，有助于提高汽车的动力能量。

（图片来源：UCF）

该套装由层状碳复合材料制成，受益于独特的纳米级设计，可用作混合超级电容器装置（supercapacitor-battery hybrid device）。其可能应用于一系列需要轻量级电源的技术，如电动汽车、航天器、飞机、无人机、便携式设备和可穿戴技术。

研究人员希望，利用车体外壳来储存能量，与电池中的能量互为补充。研究负责人、UCF的教授Jayan Thomas表示：“这种复合材料像钢一样结实，甚至比钢还结实，但要轻得多。其优点在于可以减轻汽车的重量，并增加单次充电续航里程。”将这种材料用作车身外壳，可以使电动汽车的续航里程增加25%。相当于一辆单次充电可行驶200英里的汽车，能够额外行驶50英里，并减轻整体重量。作为一种超级电容器，还可以提升电动汽车的功率，为其提供额外推动力，使车辆在3秒内零加速至60 mph。

在汽车上，这种超级电容器复合材料，可以像电池一样通过充电获得能量，还可以在汽车刹车时增加能量。“其充放电循环寿命，是电动汽车电池的10倍多。”另外，这种材料无毒、不易燃。在发生事故时，这对乘客安全尤为安全。Thomas表示：“相较于过去的方法，这是巨大的进步。过去的方法采用有毒材料、易燃有机电解质，存在寿命周期短或性能差等问题。”由于采用独特的多层碳纤维设计，该材料具有显著的冲击强度和抗弯强度。对于承受汽车碰撞力来说，这具有重要意义。同时，具有较高的抗拉强度。

为了开发这种材料，研究人员构建带正电和负电的碳纤维层。当这些层体以交替方式堆叠和连接时，就创造了一种强大的储能复合材料。附着在碳纤维层上的纳米石墨烯薄片，可以提高电荷储存能力；而沉积在附着电极上的金属氧化物，可以提高电压，并提供更高的能量密度。对于混合超级电容器来说，可以提供前所未有的储能能力和充电生命周期。研究人员致力于探讨复合材料的形成、成型和优化，以及开发在碳石墨烯条中添加金属氧化物的方法。另外，开发了一种将纳米级石墨烯垂直排列在碳纤维电极上的方法。

这种超级电容器复合材料最重要的优势之一是，其重量很轻。研究人员表示：“目前，在电动汽车中，电池占总重量的30-40%。有了这种储能复合材料，可以在不增加电池重量的情况下提升续航里程，并进一步减轻车重。同时，保持较高的拉伸、弯曲和冲击强度。”

该技术目前已在相关环境中进行了测试，然后将开始真实环境测试。研究人员表示，要使其进入商业环境，需要针对商业应用进行深入的开发和测试。