液体电池在电动飞机中的应用

据《航空周刊》报道，“纳米电燃料(NEF)液流电池与轮辋驱动电动机的集成正在接受美国国家航空航天局(NASA)的调查，以“生产一种安全、清洁和安静的飞机推进系统。”

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这项研究背后的想法是生产一种新型电池，包括可充电的液体电池，可以推动小型无人驾驶飞机。与使用航空汽油或煤油作为燃料的传统发动机不同，这种新电池将允许可充电、更环保、更安静的飞行，同时也降低了与锂离子电池相关的火灾风险。

液体电池与轮辋驱动电动机的集成还处于非常早期的发展阶段。虽然到目前为止还没有取得太大的进展，但NASA的研究人员认为，这项技术还有很多未开发的潜力。

该研究是该机构“阿姆斯特朗飞行研究中心用于飞行研究的水快速充电电池集成”(Aquifer)项目的一部分，该项目旨在开发非爆炸性储能技术。其目的是将该项目与阿贡国家实验室和伊利诺伊理工学院已经开展的研究结合起来。

由创始人John Katsoudas领导的研发联盟，被称为Influit Energy，声称他们的新能源电池的能量密度是传统锂离子电池的1.5倍，而成本只有传统锂离子电池的一半。另一个优点是它可以符合不同的形状，并且能够快速充电加油;这意味着，理论上，它们可以用于航空目的。

电池可以通过向储存罐中泵入新的液体来充电，这是一个优势，因为它可以从车辆上充电，而不是从连接到电网的单个位置充电。

这种电池的工作原理是将带正电荷和负电荷的液体通过“流单元”泵入更大的腔室。该液体含有电池活性材料的纳米颗粒，悬浮在水基液体中形成电解质。

目前，这项研究已经生产出一种含有约60%活性物质的电池。这是传统电池的两倍多，传统电池需要包括外壳、隔板和粘合剂等元素。

NASA的目标是在2020年前生产出电流密度为100mA/cm2的NEF电池。这种密度将使该系统产生的能量约为每公斤125瓦时，这比传统的锂离子电池要多。

要完善这项技术，必须进行大量的开发工作。据美国宇航局电气工程师库尔特·帕帕塔基斯(Kurt Papathakis)介绍，2018年，该项目只能制造出一个NEF流池原型，每平方厘米只能产生几毫安电流。

我们已经演示了多次充电循环，并看到最小到零的退化。此外，与锂离子电池不同的是，NEF在充电容量超过80%或放电容量低于20%时，不会在循环寿命中支付罚金。

Kurt Papathakis，美国宇航局电气工程师

这种电池有可能消除航空旅行中的碳排放。理论上，这种液体电池可以利用太阳能或风能进行充电，从而大大减少排放到大气中的温室气体。随着更多的资金和研究，这一理论可能在不久的将来成为现实。

作品的引用

• 扩大范围:为转型而合作。(2018)。航空2018。亚特兰大:美国航空航天学会。
• (2018年8月20日)。飞机用液体电池?检索自CAFE基金会:http://cafe.foundation/blog/liquid-batteries-for-aircraft/
• (2018年8月14日)。液体电池为电动飞机提供安全的能量密集电源。摘自aviationweek.com:http://aviationweek.com/future-aerospace/liquid-battery-promises-safe-energy-dense-power-electric-aircraft
• Bolam, Robert & Vagapov, Yuriy。(2017)。电动轮缘驱动风扇技术在小型无人机上的实现。10.1109/ITECHA.2017.8101907。

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