吸附式熱電池可使電動汽車增程40%
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美國能源高級研究項(xiàng)目局（ARPA-e）正在開展一些研究項(xiàng)目，希望通過創(chuàng)新加熱和制冷技術(shù)的應(yīng)用來降低汽車空調(diào)系統(tǒng)對已經(jīng)不堪重負(fù)的電池包的電力消耗。其中一些研究工作旨在采用“熱電池”技術(shù)來開發(fā)“熱冷系統(tǒng)”，利用熱吸附效果來取代傳統(tǒng)的機(jī)電式蒸氣壓縮制冷技術(shù)。
其中一個系統(tǒng)采用了新的高容量吸附劑，可以在較小的空間里存儲大量的制冷劑。制冷劑在系統(tǒng)中流動可以用于制熱或制冷。該項(xiàng)目由大學(xué)和企業(yè)研究人員聯(lián)合進(jìn)行，包括麻省理工、加州大學(xué)伯克利分校、德克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校和福特公司。研究人員大約兩年前獲得了270 萬美元的資金贊助，用于開發(fā)一個吸附式氣候控制系統(tǒng)，可以為電動汽車供熱和制冷，從而減少車輛對電化學(xué)電池包的消耗。
“與普通電池一樣，熱電池也有‘充電’和‘放電’過程，只是熱電池提供的是溫度差，而不是電壓差，”麻省理工機(jī)械工程教授，同樣也是該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Evelyn Wang 說道。“我們的目標(biāo)是開發(fā)出一款熱電池系統(tǒng)，該電池具有足夠的能量密度，可以充當(dāng)電動汽車中空調(diào)系統(tǒng)的角色，這樣可以解決目前電動汽車行駛里程的問題。”
她還表示，除了能夠儲存足夠的能量，新的系統(tǒng)還要夠小、夠輕，可以裝到車輛上。她所領(lǐng)導(dǎo)的小組正在與福特保持緊密的合作，共同解決如何滿足車輛空間限制問題。計劃是在幾個月后首個熱冷裝置原型完成后將其裝到福特Focus 電動汽車上進(jìn)行測試。
“到目前為止，我們已經(jīng)完成了系統(tǒng)的設(shè)計，并開始建立系統(tǒng)原型，然后進(jìn)行能量密度測試，”她說道。“下一步我們就會提高材料的產(chǎn)量。”
被動熱泵
麻省理工博士后Shankar Narayanan 表示，在熱電池系統(tǒng)中，儲存器中的水被泵送到低壓容器中，在這個過程中水會蒸發(fā)并吸收熱量。這種蒸發(fā)制冷的方式可以用來降低進(jìn)入乘客艙的空氣溫度。
水蒸氣與大表面面積的特殊吸附劑接觸，這些吸附劑有大量的細(xì)孔。每一個細(xì)孔都經(jīng)過特殊的設(shè)計，使其具有非常高的親水性。這種高容量材料將水蒸氣從容器中吸出，同時容器保持較低的壓力，這樣水就可以不斷被吸到容器中，然后蒸發(fā)成水蒸氣。
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