研究提出太阳能飞机电池能量密度门槛

IT时代网10月30日消息，一项由美国研究团队完成的工作提出了一项电池性能指标，有望让太阳能无人飞行器实现连续飞行数周乃至数月。研究分析认为，500瓦时每千克的电池能量密度，是这类长航时太阳能飞行器在大气条件适宜区域持续飞行的关键门槛。

这类飞行器在距地面约6万英尺（约18.3千米）的平流层飞行，可用于气候研究、飓风追踪、野火监测等观测任务，白天依靠太阳能板供电并为电池充电，夜间依靠电池续航飞行。参与研究的人员解释了其中的工程难点：这是一个循环的数学关系，需要更多储能，电池随之变重，飞机就需要更大动力才能维持升力并向前飞行。

研究人员提出，面向这类飞行器的电池研发应优先追求能量密度，也就是单位重量能够储存多少电能；而代表电能释放速度的功率密度在这里没有那么重要，这类飞行器功耗本身不高，核心要求是携带足够电量撑过整个夜晚。

500瓦时每千克约为商用电动汽车电池（约250瓦时每千克）的两倍。目前已有实验型特种电池可以达到约400瓦时每千克，距离目标越来越近，但成本仍是一大阻碍。该成果只是给出研发指标，并未造出新型电池，也没有实现长达数月的飞行任务，能否实现持续飞行同样取决于当地大气环境条件。

这套方案的最大优势在于连续观测：载人科研飞机单次任务通常只有6至8小时，每小时飞行成本高达数万美元，而太阳能飞行器未来有望在数月内反复对同一区域持续监测，减少人力投入并延长观测周期。这项研究由哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院研究人员联合密歇根大学与产业合作方完成，相关路径已发表于《ACS Energy Letters》。

注：本文配图由AI生成。本文综合自IT之家等，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：林一舟