南航“00后”科研成果登国际顶刊！

近日，南京航空航天大学“00后”科研小将——周恒，在国际顶刊《Advanced Materials》发表成果——研发的新型碳纤维结构超级电容器，让无人机“机身即电池”成为可能，未来有望解决无人机“载重”与“续航”之间的矛盾，为蓬勃发展的低空经济注入强劲动力。

无人机，特别是用于货运、应急救援乃至载人的大型无人机，面临着“载不重，飞不远”的发展瓶颈。传统的电池系统就像一块沉重的“绊脚石”，限制了无人机在更多场景下的应用潜力。如何才能跑得远、跑的快，还能保持长续航呢？这样的愿景，正在南航的航空航天结构力学及控制全国重点实验里逐步走向现实。

随着国家“双碳”目标推进，当前的主流无人机机身采用航空级碳纤维复合材料。南航硕士研究生周恒的研究，从根本上改变了传统在“螺蛳壳里做道场”的思路——让机身的碳纤维骨架成为储能的一部分。“我们在碳纤维表面上负载了一层电极材料，这个氧化钒材料的多价态和高比容量，再加上与还原氧化石墨烯两者之间的协同效应，使得它具有储能能力，从而赋予这个碳纤维结构件储能能力。”周恒解释。

还原氧化石墨烯像“电流高速公路”，让电传得快；钒氧化物像“能量仓库”，存入更多电。一层薄薄的涂层，有望让碳纤维储电量提升数倍。这意味着，未来的无人机机翼、机身将不再只是支撑结构的“骨架”，更可以成为储能供电的“电池”。周恒导师、南航朱孔军教授举例说：“拿这个峰飞科技的‘盛世龙’来讲，1600公斤的碳纤维复合材料机体，电池如果能达到50瓦时每公斤，也就是磷酸铁锂电池的三分之一，那就足以替代原来的600公斤电池。这笔省下来的重量是不得了的经济账。”

与目前普遍使用的锂电池相比，超级电容器还具备更强的“抗压体质”，在承压、拉伸工况条件下，还可以保持稳定的电化学性能。朱孔军教授表示，这款超级电容器功率密度高且安全性好，为低空飞行增添了重要保障，不止可用于无人机，未来，在卫星太阳能电池板支架、大飞机舱壁等都有望实现应用，“我们这个技术本身就是一个航空航天的新方向，有一定的应用前景。目前我们只是做了一个开拓，无人机的市场会有更多科研工作人员投入进来，带动研究方向的发展，支撑产业创新。”（江苏新闻广播 记者/顾倩颖）