Заряджається за 10 хвилин: новий акумулятор для аеротаксі забезпечить до 80 км польоту

Вчені представили новий тип літієвої батареї, розроблений спеціально для повітряних таксі за технологією високотемпературної зарядки.

Про характеристики інноваційного акумулятора пише видання New Atlas.

Літій-іонні акумулятори відмінно підходять для живлення мобільних пристроїв, однак їх потужності не вистачає для польотів електротранспорту. Існує також обмеження по вазі, а саме: скільки енергії може зберігати акумулятор, залишаючись досить легким для зльоту — це значний недолік порівняно з традиційним паливом для реактивних двигунів літаків на основі гасу.

Здатність батарей переносити більше енергії на кілограм — одне з ключових завдань, яке потрібно вирішити інженерам, які працюють в електроенергетичній авіаційній галузі, хоча це і не єдиним фактором. Ще один важливий момент — швидка зарядка, що дозволяє транспорту рухатися без складної заміни акумуляторів, а також здатність батареї давати машині достатню кількість енергії.

"Акумулятори для літаючих автомобілів вимагають дуже високої щільності енергії, щоб ви могли залишатися в повітрі", — пояснив автор розробки Чао-Ян Ван, інженер-механік з Університету штату Пенсільванія. — "І їм також потрібні неабиякі потужності під час зльоту і посадки, а також, щоб літати вертикально".

Чао-Ян Ван і його колеги створюють експериментальну батарею, розробки якої стартували кілька років тому. Зазвичай літієві батареї можуть безпечно працювати тільки при певному діапазоні температур, адже якщо стане занадто холодно, то на аноді утворюються шипи (так званий процес покриття літієм), а при дуже високій температурі неминуче почнеться процес розкладання.

Дослідники придумали унікальну конструкцію, яка дозволяє обійти температурні обмеження. Вони використовували тонку нікелеву фольгу, прикріплену до негативної клеми, яка може швидко нагріти акумулятор до 60°C (140°F) за 30 секунд. Батарея утримує таку температуру тільки 10 хвилин, перш ніж швидко охолонути. Цього достатньо, щоб забезпечити швидку зарядку за рахунок високих температур, а також мінімізувати шкоду, що наноситься літієвим елементам.

У 2019 творці показали ефективність технології на прототипі акумулятора, який змогли зарядити за 10 хвилин і забезпечити електроніку енергією на 480 годин роботи. Тепер же вони адаптували батарею для електромашин з вертикальними зльотом і посадкою — eVTOL.

Розробники розповіли, що нові батареї володіють необхідною щільністю для живлення аеротаксі при перельотах на відстань до 80 км (перезарядка все ще займає 5-10 хвилин). Крім того, вони можуть залишатися працездатними протягом двох тисяч циклів.

"За нормальних умов три елементи, необхідні для батареї eVTOL, працюють один проти одного. Висока щільність енергії знижує швидку зарядку, а швидка зарядка, зазвичай, скорочує кількість можливих циклів перезарядки. Але ми можемо поєднати всі три в одній батареї", — заявив Чао -Ян Ван.

Творці не планують встановлювати інноваційний акумулятор в уже існуючі моделі повітряних таксі, скоріше, вони провели дослідження, щоб знайти способи розширити можливості батарей для eVTOL і закласти основу для майбутніх технологій.

"Я сподіваюся, що робота, яку ми виконали, дасть людям тверде уявлення про те, що нам не потрібно ще 20 років, щоб нарешті створити ефективний електротранспорт", — зазначив Ван. "Я вважаю, що ми наочно продемонстрували комерційну життєздатність eVTOL".

EHang запускає аеротаксі міжміського сполучення в Китаї. Нова модель літака під назвою EHang VT-30 оснащена автопілотом і зможе долати відстань до 300 кілометрів.

Kelekona розробила 40-місне аеротаксі нового класу, якому не потрібні крила. За словами розробників, особлива форма корпусу і чотири двигуни забезпечать достатню підйомну силу.

Volocopter випустила принципово нову модель повітряного таксі для далеких перельотів. Розробники відмовилися від векторної системи на користь гібридної.