前瞻性白皮书描绘电动航空研发需求评估，实现加速电动航空业研发路径
美国能源部 (DOE) 的阿贡国家实验室、DOE 的车辆技术办公室 (VTO)、美国国家航空航天局 (NASA) 的格伦研究中心和其他专家旨在使电动航空成为现实。
在过去五年中，随着锂离子电池成本下降和性能改进的推动，喷气发动机向电动机过渡，航空界发生了一场日益增长的革命。电力推进具有许多优点，包括较低的燃料和维护成本、减少的噪音和空气污染以及独特的飞机设计。
据估计，到 2030 年，一种称为城市空中交通（有时称为先进空中交通）的新航空服务模式的市场规模将达到 90 亿美元，到 2041 年可能达到 800 亿美元。
但是我们如何才能到达这个电气化的未来呢？ 阿贡能源存储科学协作中心 (ACCESS)的前瞻性 白皮书概述了一套明确的电池要求和研发需求，以加速电力推进的商业化。
该白皮书是 2019 年 12 月在美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室举行的为期两天的会议的结果，旨在了解电动航空电池的独特研发需求。此次会议由美国能源部车辆技术办公室 (VTO) 和美国国家航空航天局 (NASA) 格伦研究中心召集，来自航空公司、零部件制造商、电池公司、材料公司、汽车公司以及学术及国家实验室的近 100 名专家参加了会议。
本文探讨了四种飞机概念：空中出租车、20 名乘客的通勤飞机、50 名乘客的支线喷气式飞机和 150 名乘客的单通道 737 级飞机。对于每个概念，本文都描述了一个研究领域，美国能源部和美国宇航局可以帮助刺激电动航空电池的创新。
对于空中出租车和通勤飞机市场，该论文呼吁在航空条件下评估下一代锂离子化学物质（例如，硅、先进阴极、锂金属）并检查故障模式和安全性。对于支线飞机，该论文建议加强固态电池的研发，以探索新的设计、制造方法和高温运行。对于 737 级飞机，该论文建议研究高性能系统，包括硫基电池和氢载体，这些系统远远超出目前在研发程序中的系统。
电动航空有望在未来 5 到 10 年内起飞，电动汽车电池的创新已经在推动电动航空方面发挥重要作用。需要专门关注电池的特定任务使用及其驱动的独特要求，同时利用航空特定任务提供的一些优势。从长远来看，电动航空对能量密度的需求远远超过当前能源部和行业投资的目标，需要围绕实现这一未来的最佳方法进行战略思考。
白皮书的调查结果为政府机构针对电动航空的电池技术制定投资策略提供了框架，超出了目前对汽车行业的投资水平。包括波音、空客、劳斯莱斯、通用电气、联合技术、巴西航空工业公司、贝尔等在内的航空航天公司正在对下一个航空时代进行重大投资。此外，美国的众多初创企业都专注于围绕电动航空的创新。这包括优步 Elevate，其目标是到 2023 年以电气化为核心原则提供负担得起的共享航班。此外，包括戴姆勒、丰田、现代和保时捷在内的汽车公司也在涉足航空初创公司。事实上，现代汽车与优步合作开发了一款续航里程为 60 英里的概念空中交通工具。 获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
在短期内，锂离子电池可以适用于短程飞机概念，以进行初步市场推广。随着电池性能的提高和先进的化学物质适应航空特定需求，电动飞机市场将持续电气化和扩张。然而，大型支线飞机和 737 级飞机的电气化需要新型储能。因此，根据白皮书，未来十年将见证电动飞行商业化的全球竞赛。
美国能源部和美国宇航局计划在未来组织一次评估会议。NASA 打算研究使研发能够更好地定义飞机电池需求并确保制定行业标准的方法。
DOE 和 NASA 将考虑组织一次头脑风暴会议，以确定能够实现大型飞机电力推进的超高能量密度电化学能量存储/转换方法。两家机构还打算组织一次头脑风暴会议，以规范飞机电池组并简化电池或电池组的供应链。
白皮书总结道：“美国在电池、航空、推进和系统集成方面拥有大量专业知识，可以为未来 100 年的航空业发明动力源。”
