电动车和电动飞机都怕同一个字:重。要想跑更远、飞更高,就得加电池;可电池一多,重量反弹,续航又被“吃”回去。更别提传统电池像个“易碎乘客”,需要层层护甲,全是死重。现在,韩国庆尚国立大学把这件事倒过来想:让电池不再只是“能量包”,而是直接成为车身骨架的一部分。 最新成果登上期刊Energy Materials:在石英编织物(QWF)上用化学气相沉积“长”出碳纳米管(CNT),做出能承重又能储能的结构化电极。实验室里,它经历50次完整充放电,容量还剩近90%;在0.1 C倍率下,放电容量达到201.54 mAh/g。简单说,车身、机翼,未来都能“自带电量”。 像钢筋扎进混凝土 难点在于“又要硬、又要导电”。石英骨架稳、耐热、抗腐蚀,天生是做结构件的好材料,可它不导电。过去有人尝试往石英上“喷金属粉”,结果像在丝绸上撒沙子,黏不牢、容易掉。 韩国团队换了个更聪明的办法:用CVD(化学气相沉积)让CNT直接从石英纤维表面“长出来”,形成机械互锁的三维导电网络——就像把无数根“纳米钢筋”扎进“混凝土”里,既结实,又能让电畅行无阻。研究人员还在600℃与700℃之间做了“温度博弈”,最终发现700℃下长出来的材料更致密、更均匀,性能最佳。 从实验室到路上和天上 想象一下:电动车的底盘由结构化电池构成,碰撞时它还能吸能;去掉厚重的壳体和支架,整车更轻,续航自然更长。对电动飞机和无人机来说,意义更大——机翼蒙皮、机身壁板如果都能储能,整机重量显著下降,航程和载荷双双提升。 当然,从样机到量产还有路要走:现在的50次循环离车规常见的数千次寿命、航空所需的上万次还有差距;CVD工艺的能耗与成本也需要优化。但方向已经亮起:让每一克重量,既扛得住,又跑得远 |
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