UCF- und Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde-Forscher errechnen aufgeladene „Power Suits“ pro Elektrofahrzeuge und Raumfahrzeuge

Wie welcher aufgeladene Power Suit, den Black Panther von Marvel Comics trägt, nach sich ziehen UCF-Forscher Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde-Technologien weiterentwickelt, um vereinen Power Suit pro ein Elektroauto zu prosperieren, welcher so stark wie Stahl und leichter denn Aluminium ist und dazu beiträgt, die Leistungskapazität des Fahrzeugs zu steigern.

Jener Anzug besteht aus geschichtetem Kohlenstoff-Verbundmaterial, dasjenige aufgrund seines einzigartigen Designs hinaus Nanoebene denn energiespeicherndes Superkondensator-Batterie-Hybridgerät fungiert.

Die Entwicklungsverlauf erschien kürzlich denn Titelgeschichte in welcher Zeitschrift Small und könnte in einer Warteschlange von Technologien Gebrauch finden, die leichte Energiequellen erfordern, von Elektrofahrzeugen gut Raumfahrzeuge, Flugzeuge, Drohnen, tragbare Geräte und tragbare Technologien.

„Unsrige Idee ist es, die Körperhüllen zu verwenden, um Leistungsabgabe zu speichern, um die in Batterien gespeicherte Leistungsabgabe zu ergänzen“, sagt welcher Cobalt-Dramatiker welcher Studie, Jayan Thomas, Teamleiter und Professor am NanoScience Technology Center und am Department of Materials Science and Engineering welcher UCF.

„Jener Vorteil ist, dass dieser Verbundstoff dasjenige Inertia Ihres Autos reduzieren und die Kilometer pro Ladung potenzieren kann“, sagt er. „Es ist so stark oder sogar stärker denn Stahl, nunmehr viel leichter.“

Dies Werkstoff, wenn es denn Autokarosserie verwendet wird, könnte die Reichweite eines Elektroautos um 25 % potenzieren, welches bedeutet, dass ein Fahrzeug mit 200 Meilen pro Ladung zusätzliche 50 Meilen zurücklegen und sein Gesamtgewicht reduzieren könnte.

Qua Superkondensator würde er gleichwohl die Leistung eines Elektroautos steigern und ihm den zusätzlichen Schub schenken, den es braucht, um in 3 Sekunden von null hinaus 60 Meilen pro Stunde zu kommen.

„Sie Gebrauch, wie gleichwohl viele andere, könnte eines Tages am Skyline erscheinen, wenn die Technologie in ihrem Reifegrad voranschreitet“, sagt Lukentür Roberson, Cobalt-Dramatiker welcher Studie und Senior Principal Investigator pro Wissenschaft und Entwicklungsverlauf am Kennedy Space Center welcher Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde.

Sie Materialien könnten denn Rahmen pro Würfelsatelliten, Strukturen in Lebensräumen von außen kommend welcher Welt oder sogar denn Teil futuristischer Brillen wie Mixed- und Virtual-Reality-Headsets verwendet werden.

„Es gibt viele potenzielle Infusionspunkte intrinsisch welcher Wirtschaft sowie pro die zukünftige Weltraumforschung“, sagt Roberson. „Meiner Meinung nachher ist dies ein enormer Fortschritt in welcher technologischen Stand-By, um uns dorthin zu mitbringen, wo wir pro die Infusion von Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde-Missionen sein zu tun sein.“

Wohnhaft bei Autos würde dasjenige Superkondensator-Verbundmaterial wie eine Batterie durch Aufladen sowie beim Bremsen des Autos mit Strom versorgt, sagt Thomas.

„Seine Lade-Entlade-Zykluslebensdauer ist zehnmal länger denn die einer Elektroautobatterie“, sagt er.

Die verwendeten Materialien seien außerdem ungiftig und nicht brennbar, welches pro die Sicherheit welcher Insassen im Fallgrube eines Unfalls sehr wichtig sei, sagt er.

„Dies ist eine enorme Verbesserung oppositionell früheren Ansätzen, die unter Problemen mit toxischem Werkstoff, brennbaren organischen Elektrolyten, kurzen Lebenszyklen oder unterlegen Leistung litten“, sagt Thomas.

Aufgrund seines einzigartigen Designs, zwischen dem mehrere Schichten Kohlefaser verwendet werden, verfügt dasjenige Werkstoff gut eine erhebliche Schlaghose- und Biegefestigkeit, die pro die Widerstandsfähigkeit gegen vereinen Autounfall unerlässlich ist, sowie gut eine erhebliche Zugfestigkeit.

Um dasjenige Werkstoff zu konstruieren, erzeugten die Forscher positiv und negativ geladene Kohlefaserschichten, die, wenn sie in einem abwechselnden Probe gestapelt und befestigt werden, vereinen starken, energiespeichernden Verbundstoff zusammenfügen.

Uff den Kohlefaserschichten angebrachte Graphenblätter im Nanomaßstab geben eine erhöhte Ladungsspeicherfähigkeit, während hinaus angebrachten Elektroden abgeschiedene Metalloxide die Tonus potenzieren und eine höhere Energiedichte eröffnen. Dies verleiht dem Superkondensator-Batterie-Zwitterhaft seine beispiellose Energiespeicherfähigkeit und Ladelebensdauer, sagt Thomas.

Deepak Pandey, welcher Hauptautor welcher Studie und Promotionsstudent im Laboratorium von Thomas, arbeitete an welcher Formung, Formgebung und Optimierung des Verbundwerkstoffs sowie an welcher Entwicklungsverlauf welcher Methode zur Zugabe von Metalloxiden zu den Kohlenstoffgraphenstreifen.

Jener Cobalt-Dramatiker welcher Studie, Kowsik Sambath Kumar, ein Promotionsstudent in Thomas‘ Laboratorium, entwickelte eine Möglichkeit, nanoskaliges Graphen vertikal hinaus Kohlefaserelektroden auszurichten.

Laut Kumar ist eine welcher wichtigsten Entwicklungen dieses Superkondensator-Verbundwerkstoffs sein geringes Inertia.

„Heute macht die Batterie zwischen Elektroautos 30 solange bis 40 v. H. des Gewichts aus“, sagt er. „Mit diesem energiespeichernden Verbundwerkstoff können wir zusätzliche Kilometer zurücklegen, ohne dasjenige Batteriegewicht zu potenzieren, außerdem reduziert es dasjenige Fahrzeuggewicht, während es taktgesteuert eine hohe Zug-, Biege- und Schlagfestigkeit beibehält. Immer wenn Sie dieses Inertia verringern, können Sie die Reichweite potenzieren, dasjenige ist demgemäß riesenhaft Anwendungen in Elektroautos und welcher Luftfahrt.“

Pandey stimmt zu und hebt seine Nützlichkeit pro den Raumfahrtsektor hervor.

„Die Herstellung eines kubischen Satelliten aus diesem Verbundwerkstoff wird den Satelliten leichter zeugen und dazu hinzufügen, den schweren Batteriesatz zu radieren“, sagt er. „Dies könnte Tausende von Dollar pro Start zusammenstreichen. Darüber hinaus könnte dasjenige freie Volumen, dasjenige durch dasjenige Explantieren großer Batterien gewonnen wird, dazu hinzufügen, mehr Sensoren und Testgeräte unterzubringen und die Systemfunktionalität des Satelliten zu potenzieren“, sagt Pandey. „Dies Superkondensator-Batterie-Hybridverhalten ist ideal pro CubeSats, da es in Minuten geladen werden kann, wenn ein Satellit die sonnenbeschienene Seite welcher Muttererde umkreist.

Laut Roberson befindet sich die Technologie derzeit hinaus einem Technologiereifegrad von fünf, welches bedeutet, dass sie in einer relevanten Umgebung getestet wurde, vorher sie in einer realen Umgebung getestet wurde, z. B. hinaus einem Weltraumflug, welches ein Test welcher Stufe sechs wäre.

Um die letzte Teststufe, Stufe neun, zu existieren und dasjenige kommerzielle Umfeld zu gelingen, sind weitere Entwicklungen und Tests erforderlich, die sich hinaus kommerzielle Anwendungen subsumieren, sagt er.

Forschungsbericht: „Energized Composites for Electric Vehicles: A Dual Function Energy-Storing Supercapacitor-Based Carbon Fiber Composite for the Body Panels“

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