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

Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство

Вредное воздействие транспорта на окружаю...

«Вертолеты России» обучают молодых инженеров создавать беспилотники
«Вертолеты России» обучают молодых инженеров создавать беспилотники

Холдинг Вертолёты России активно участвует в&n...

JAMDA: Для оценки пожилых водителей применяют инструмент с 91,5% точностью
JAMDA: Для оценки пожилых водителей применяют инструмент с 91,5% точностью

По мере старения населения планеты растет и&nb...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Организаторы всероссийского конкурса «Знай наших» анонсировали новые номинации и партнеров проекта
Ученые ТПУ нашли эффективный способ создания вязких композиционных материалов для авиационной промышленности и машиностроени
Конференция по актуальным проблемам водоподготовки