English
簡體中文
隨著我國“雙碳”目標(biāo)推進，無人機已廣泛應(yīng)用于機場巡查、城市配送等領(lǐng)域。當(dāng)前的主流無人機機身采用航空級碳纖維復(fù)合材料，密度僅為鋼的1/4，強度卻是鋼的7倍，能最大程度減重。然而，傳統(tǒng)的電池系統(tǒng)卻成了減重的“絆腳石”。
據(jù)計算，一架載重5公斤的物流無人機，電池重量就達到3公斤，同時還需要增加0.5公斤配重保持平衡。一些企業(yè)為了讓無人機能夠多飛5公里，不得不減少1公斤貨載。這種不得已的“取舍”讓很多企業(yè)陷入兩難。
在一次國際會議上，朱孔軍接觸到“結(jié)構(gòu)儲能一體化”概念，靈光一閃：“能不能讓機身結(jié)構(gòu)本身儲能？”此后，他便帶領(lǐng)學(xué)生著手研發(fā)碳纖維結(jié)構(gòu)超級電容器。
在朱孔軍指導(dǎo)下，南京航空航天大學(xué)2023級碩士生周恒將碳纖維電極和環(huán)氧樹脂基固體電解質(zhì)相結(jié)合，嘗試做成“能承重的儲能器件”，歷經(jīng)近百次試驗后，終于做出了達標(biāo)樣品。“還原氧化石墨烯像‘電流高速公路’，讓電傳得快；釩氧化物像‘能量倉庫’，能存更多電。”朱孔軍表示，“一層薄薄的涂層，就有望讓碳纖維儲電量提升數(shù)倍。”
“普通儲能設(shè)備受壓后儲電量會下降，我們的反而更好。”周恒解釋，材料受壓時結(jié)合更緊密，電傳輸更順暢。更難得的是，該材料還具有抗損壞能力，用刀片劃口子、用鉆頭鉆孔后仍能進行工作。此外，它們還可以像搭積木一樣，根據(jù)實際需求進行靈活組合：需要更高電壓時就串聯(lián)，需要更大容量時就并聯(lián)。