Ученые разработали тепловой плащ для электромобилей, который сохраняет постоянную температуру и продлевает срок службы аккумулятора

Когда электромобиль стоит на улице, температура в нем может сильно колебаться от дня к ночи и от сезона к сезону, а из-за этого в итоге испортится аккумулятор.

Чтобы сгладить эти колебания и продлить срок службы батареи, ученые разработали всесезонный тепловой плащ, способный охладить электромобиль на 8°C в жаркий день и нагреть на 6,8°C ночью. Плащ, изготовленный преимущественно из кварца и алюминия, может делать это пассивно, без поступления энергии извне, и работает без каких-либо изменений между жаркой и холодной погодой. Описание этого прототипа представлено 11 июля в недавно вышедшем журнале Device.

Тепловой плащ — это как одежда для автомобилей, зданий, космических кораблей или даже внеземных обиталищ, позволяющая сохранять прохладу летом и тепло зимой, — говорит старший автор работы Кеханг Куи (Kehang Cui), материаловед из Шанхайского университета Цзяо Тун.

Чтобы погасить естественные колебания температуры, «плащ» изолирует автомобиль — или любой другой объект, находящийся под ним, — от окружающей среды. Плащ состоит из двух компонентов: внешнего слоя, эффективно отражающего солнечный свет, и внутреннего слоя, удерживающего тепло внутри. Тепло, поглощаемое внешним слоем, выделяется таким образом, что может быть легко рассеяно в космическом пространстве. Такая конструкция получила название теплового плаща Janus, вдохновленного двуликим римским богом Янусом.

Плащ работает в основном так же, как охлаждается Земля — за счет радиационного охлаждения, — говорит Цуй.

Земля покрыта атмосферой, а атмосфера прозрачна для определенного диапазона электромагнитной энергии, которую мы излучаем.

Хотя этот процесс желателен в летнее время, в зимние месяцы в автомобиле будет холоднее.

Необходимо разработать что-то такое, что могло бы включаться и выключаться самостоятельно, без поступления энергии извне, а это чрезвычайно сложно, — говорит Цуй.

Цуй и его команда разработали плащ для автоматического противодействия этому эффекту в зимнее время. В плаще используется эффект «рециркуляции фотонов» — по сути, энергия, попавшая под плащ, будет отражаться от автомобиля и плаща, а не уходить в окружающее пространство.

Для оценки эффективности тепловой маскировки исследователи провели испытания электромобилей, припаркованных на улице в типичных для Шанхая условиях окружающей среды. В то время как температура в салоне автомобиля без покрытия в середине дня достигала 50,5°C, в салоне автомобиля с плащом температура была на 22,8-27,7°C ниже, чем в салоне без покрытия, и на 7,8°C ниже, чем на улице. В полночь температура в закрытом вагоне оставалась на 6,8°C выше, чем на улице, ни разу не опустившись ниже 0°C.

Это первый случай, когда нам удалось достичь потепления выше температуры окружающей среды почти на 7°C в зимние ночи, — говорит Цуй.

Это также удивительно для нас — мы не потребляем энергии и не получаем солнечного света, но при этом можем добиться потепления.

Внешняя часть плаща состоит из тонких волокон кварца, покрытых чешуйками гексагонального нитрида бора — керамического материала, похожего на графит, который усиливает отражение солнечных лучей от волокон. Затем эти волокна сплетаются в ткань и приклеиваются к внутреннему слою, изготовленному из алюминиевого сплава.

Команда специально разработала плащ таким образом, чтобы в будущем упростить масштабирование производства. Например, использование более тонких кварцевых волокон позволило бы увеличить отражательную способность солнечных лучей, но они были бы слабее и не могли бы быть изготовлены с помощью уже имеющихся технологий крупносерийного промышленного производства. Кроме того, использованные материалы, включая алюминий, кремний и нитрид бора, имеют низкую стоимость и делают плащ легким, прочным и огнестойким.

11.07.2023


Подписаться в Telegram



Транспорт

Рынок воздушных такси почти готов к взлету
Рынок воздушных такси почти готов к взлету

Такие компании как Boeing, Hyundai, Airbu...

Стэнли: робот, который выиграл грандиозный турнир DAPRA
Стэнли: робот, который выиграл грандиозный турнир DAPRA

Программа Grand Challenge была запущена Агентс...

В России собрали беспилотный самосвал с космическим экстерьером
В России собрали беспилотный самосвал с космическим экстерьером

Конструкторы Научно-технического центра ПАО&nb...

Предсерийный прототип беспилотного SMART шаттла представят летом 2022 года
Предсерийный прототип беспилотного SMART шаттла представят летом 2022 года

Инженеры Московского политехнического универси...

Как будет выглядеть транспорт будущего?
Как будет выглядеть транспорт будущего?

150 лет назад был построен первый дв...

Дроны не всегда экологичнее большегрузов
Дроны не всегда экологичнее большегрузов

Доставка посылок дронами лишь в определен...

Дышать в трубочку - вчерашний день
Дышать в трубочку - вчерашний день

Ученые из Калифорнийского университета в&...

Если скорость не отличается, зачем платить больше?
Если скорость не отличается, зачем платить больше?

Легковесный велосипед стоимостью 1000 фунтов н...

Железные дороги станут пластиковыми
Железные дороги станут пластиковыми

Неумолимо устаревающих деревянных сородичей за...

Выяснилось, как получить за автомобиль до 95% стоимости
Выяснилось, как получить за автомобиль до 95% стоимости

У любого человека в жизни возникает ситуа...

Механизмы для грузоподъемной техники обладают особой спецификой
Механизмы для грузоподъемной техники обладают особой спецификой

Производство грузовых барабанов для грузо...

Сколково будет разрабатывать беспилотники для КАМАЗа
Сколково будет разрабатывать беспилотники для КАМАЗа

Фонд Сколково и ОАО КАМАЗ заключили ...

Приборы «Швабе» на российском туре «Авиадартс – 2015»
Приборы «Швабе» на российском туре «Авиадартс – 2015»

Холдинг Швабе», входящий в Госкорпо...

В гамбургском порту прокладывают первую в Европе «умную» дорогу
В гамбургском порту прокладывают первую в Европе «умную» дорогу

Продолжая воплощать в жизнь идею умного п...

Самолеты станут дешевле и экологичней благодаря 3D-печати
Самолеты станут дешевле и экологичней благодаря 3D-печати

Ученые из Северо-западного университета у...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков