此前，已有其它研究團隊，甚至大牌汽車制造商在結構電池領域取得的一些有趣進展。比如早在 2013 年，沃爾沃就展示過具有儲能潛力的碳纖維車身面板。若能結合高能量密度電池和放電率驚人的超級電容，電動汽車的兩項特性都將得到顯著提升。而本文介紹的 UCF 研究項目，就涉及一種具有獨特性能的新材料。

 

材料結構與工藝說明

據悉，這種新材料不僅具有令人印象深刻的儲能潛力，還具有可承受意外事故的結構強度。如上圖所示，科學家們嘗試將帶正負電的碳纖維層交替堆疊到了一起。通過在其中夾上石墨烯片，還可進一步提升其儲電能力。再讓堆疊結構連接到涂有金屬氧化物的電極上，以增加設備的電壓和能量密度。

 

終我們見到了這樣一種超級電容器 —— 其機械性能如鋼鐵般堅固，但質量又比鋁要輕，且擁有許多電動汽車所需的特性。若用于典型的車身外殼（兼作電池），其有望將續航里程增加25% —— 從 200 英里（321 公里）輕松提升至 250 英里（402 公里）。

 

研究者 Kowsik Sambath Kumar 指出：“當前電池占據了 EV 重量的三四成，但若換用新型儲能復合材料，便可在不增加電池重量的情況下增加續航里程，或保持同等續航而減輕車重。此外，該材料具有極高的抗拉伸、彎曲、沖擊強度。”得益于類似超級電容器的特性，新材料還可快速釋放電，從而極大地推動電動汽車的加速表現。更棒的是，新材料無毒且不易燃，對于道路安全也有著相當重要的意義。至于充放電循環壽命，也是傳統 EV 動力電池的十倍。

研究者 Jayan Thomas 補充道：“與以往存在有毒物質、易燃有機電解質、低生命周期等性能較差的解決方案相比，新材料無疑是一個巨大的進步。”

 

展望未來，科學家們還希望將這項技術運用到無人機、便攜式可穿戴設備（如智能眼鏡 / VR 頭顯），甚至暢想在太空環境中的衛星上使用。Deepak Pandey 指出：“通過取代笨重的電池組，新型復合材料可讓立方體衛星變得更加輕巧，從而節省每次數千美元的發射費用，或者將省下的空間用于容納更多傳感器、測試設備和衛星功能組件。”