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多功能碳纤维材料可将车体当作储能部件 减重可达50%

来源:cnBeta.COM   更新时间:2018-10-22 09:22:18    

  作为一种轻盈、高强度的特殊材料,碳纤维已经成为了许多高档自行车、超跑、航天飞机的首选。不过瑞典查尔姆斯理工大学的科学家们,却希望让它变得更加多能。该校研究团队一直在探索各种可能性,比如为它加入必要的电化学特性,为减轻整车重量给出更新颖的设计理念。实际上,除了机械性能,碳纤维也已被实验证明其作为电极材料的潜力。

  从结构力学上考虑,材料本身要相当坚硬。而具有良好电化学性能的碳纤维,其硬度要低得多。

  具有较大刚度的碳纤维,拥有较大的高度取向性晶体。而较硬的碳纤维,拥有较小且取向不良的晶体。

  为了兼容这个看似形同水火的矛盾,科学家们想出了各种各样的方法。

  研究人员表示,这种新知识,为追求结构硬度和电化学特性的“最佳平衡点”奠定了基础。

  我们现已知晓如何在确保刚度足够的同时,让多功能碳纤维拥有更高的储能特性。对汽车等诸多应用而言,刚度的轻微降低并不是问题。

  当前市面上最昂贵的碳纤维复合材料,其刚度仅适合飞行器使用。在这之外,制造商也想要进一步扩大其市场覆盖面。

  作为新研究的一作,该校材料与计算力学教授 Leif Asp 表示:

  车身不仅仅是一个承重原件,还应该能够充当电池,或将碳纤维用于其它目的 —— 比如动能、传感器、或能量和数据的收集体。

  若将所有这些功能纳入汽车或飞机机身的一部分,有望实现高达 50% 的减重。

  在车辆设计和燃油效率方面,重量是一个很重要的因素。

  科学家们已经在想象,若这种新材料能够成为能源系统的一部分,将如何极大地颠覆现状。现其已于汽车和航空工业合作,以探索结构体电池的这些可能性。

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