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英将测试动态充电系统 电动车无需停驶

2015-08-12 23:06:35   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:测试将首先在私人道路上进行,如果18个月的测试取得成功,才会转到公共高速公路上测试。在此之前,英国高速公路管理局已经就这项名为“动态无线电力传输”的新技术进行了可行性研究。
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  英国将从今年晚些时候开始测试一种能够给电力汽车无线充电的新系统,据说行驶在英国高速公路和主干道上的电力汽车可以一边行驶一边充电。如果测试成功的话,那可解决了电力汽车在行驶距离上的一大难题。现在,人们在驾驶电力汽车时最担心车子在两座充电站之间的某地将电力耗尽。

  测试将首先在私人道路上进行,如果18个月的测试取得成功,才会转到公共高速公路上测试。在此之前,英国高速公路管理局已经就这项名为“动态无线电力传输”的新技术进行了可行性研究。

  虽然某些款式的特斯拉Model S电力汽车充一次电可以行驶300英里,但是大多数电力汽车花上数小时进行充电也跑不了100英里。如果能够在高速公路和主干道上一边行驶一边充电,那肯定能够解决电力汽车行驶距离太短的这个难题。

  英国政府制定了一项长期规划,准备沿着高速公路网络每隔20英里建一座电力汽车充电站。

  英国交通部长安德鲁·琼斯(Andrew Jones)表示:“这种技术能够让低排放的电力汽车在行驶过程中充电,这非常令人振奋。政府已经承诺在未来5年内投资5亿英镑,确保英国在这一技术领域保持领先地位,这也有助于促进就业和经济增长。”

  目前,电力汽车充电站的数量远远不如加油站的数量多。虽然伦敦和东南沿海城镇已有不少充电站,但是其他地区尤其是乡村地区的充电站仍然很少。沿着英国高速公路网络布设无线充电站就可以解决一个很大的难题,这样人们外出时就不需要去专门寻找充电站了。

  英国高速公路管理局首席高速公路工程师麦克·威尔森(Mike Wilson)表示:“汽车技术正以前所未有的速度向前发展,我们承诺将大力支持低排放汽车在高速公路和主干道上的增长。测试无线充电技术有助于为英国建立一个可持续性更强的公路网络,为全国交通运输事业创造新的机遇。”(BI中文站)

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  可能很多人没有注意到,在人类科技突飞猛进的今天,我们的电池技术却没有跟上来,阻碍了很多行业的发展,比如智能手机用户抱怨最多的就是电池的使用寿命,因为电池续航能力差,我们不得不每隔一段时间就给手机充一次电,此外,由于缺乏可靠的电池,电动汽车产业在过去几十年里几乎没有实质性的进步。

  不过高容量的电池也许很快就会消除这个痛点,来自英国曼彻斯特城市大学的电化学与纳米技术教授Craig Banks尤为引人注目,因为他正在使用的材料是神奇的石墨烯,而他采用的技术则是当下最为火热的3D打印。

  Banks和他的团队凭着这个项目从英国工程物理科学研究理事会那里获得了50万英镑的资助。他们正在采取类似的方法使用石墨烯油墨打印复杂的3D结构。如果成功,这将有望他们创造的电池和超级电容器的容量。

  储能系统(ESS)对于人类应对气候变化至关重要,而且由于人们已经找到了各种方法产生清洁能源,而找到一种有效地方式将该清洁能源存储起来就成了当务之急。”Banks解释说,“锂/钠离子电池和超级电容器是实现这一目标有希望的方法。这个项目将充分利用石墨烯优势——它比金属更导电——并将其应用到ESS中。我们正在努力获得一种导电油墨,它既具有石墨烯的神奇特性,又能够被3D打印。这样我们就能够很方便地操纵它形成各种结构,开发出符合我们要求的电池和超级电容器。”

  尽管之前也有几家公司和研究团队进行过石墨烯的3D打印,不过他们依靠的只是石墨烯的混合物,或者说是半石墨烯材料。这种石墨烯是石墨烯和碳黑或石墨的混合物,它们并不具有纯石墨烯身上的所有属性,说得通俗一点也就是性能较差,跟纯石墨烯根本不能比。另外,在将其用于3D打印时,时间问题也是一大挑战,因为在打印下一层之前,上一个打印层需要被固化。考虑到通常一个3D打印对象会包括很多层,显然这个过程相当耗时。

  “我们想出办法让其直接固化,使用紫外光照射也许可行,因为微米级别以上的物体固化总是需要很长的时间。”Banks补充说。“最理想的情况应该是,插上打印机电源,你就能够在自己的书桌上使用石墨烯打印出任何形态的结构。”

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  据国外媒体报道,当前的充电技术还无法实现持久的续航力,以智能手机为例,充一次电需要数个小时,经过一天使用后,手机就需要再次充电。为了让充电更加便捷、快速,一种新型充电技术已经开始研发,这就是量子电池。量子充电技术利用了了多个量子比特之间的纠缠特性,理论上可以实现更快的充电。纠缠态处于不带电荷和带电荷的状态中,能够满足用电器快速充电的要求。

  英国牛津大学的物理学家费利克斯·宾德C.近日在新物理学杂志上发布了这篇论文,解读了当前量子电池的研发进展。费利克斯·宾德认为我们一直对这个问题有着非常浓厚的兴趣,利用量子物理进行热力学的研究借鉴了量子纠缠发生过程短的特点,我们将量子比特制作成量子电池,可以是离子、中性原子以及光子等形式。一个量子电池所处的两种叠加态代表了不同的能级,充电过程可让电池装置从低能级想高能级状态移动,放电则相反。

  在量子信息中,一个量子比特可以用布洛赫球面来表示,科学家可以从总获得量子电池的最大平均功率。当量子电池进行充电时,其决定了充电时间的长短,该原理也可以用于描述量子电池的工作原理。与传统电池所不同的是,量子电池的充电速度由量子位决定,量子位越多,充电速度越快。从宏观上看,一个量子位的充电时间为一个小时,那么六个联合工作时就只要10分钟,这一技术如果用于手机充电,可大大缩短充电时间。

  不过,目前量子电池仍然处于潜在应用阶段,研究人员还需要对其进行更深入的热力学过程研究,量子效应还需要进一步测试。目前最大的问题是,量子电池的工作并非无序的能量释放,如何保证其正常工作仍然是个难题。

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