随着航空旅行面临减少其对环境影响的压力，促使我们重新考虑运输选择，科学家们正在寻找更绿色的动力飞行方式。尽管电动汽车技术日新月异，消费者无动于衷，但航空业肯定会想到电动驾驶，但电动飞行的前景似乎离缓解“飞行耻辱”还有很长的路要走。“飞行耻辱”运动是由格蕾塔·通贝里（GretaThunberg）发起但是电动飞行将成为现实，这只是时间的问题。斯特拉斯克莱德大学的袁伟佳教授说：“以前的共识是，距离像空客A或波音飞机一样的飞机的全电动长途飞行还有20或30年。”袁伟佳教授“但是由于迫切需要减少碳排放，我们需要一些戏剧性的技术来实现非常规的解决方案以加快这一过程。我们现在正在进行的研究将铺平道路。”袁教授领导着电子电气工程系一个由15人组成的小组，该小组正在研究储能、输电电缆和飞机电力推进中的应用超导性。袁教授说：“超导性是实现零排放飞行的关键技术。”电动飞行的主要挑战是如何使电池和电动引擎小巧而又强大，以使一架飞机的乘客及其行李离开地面，并在燃料用尽之前安全抵达目的地。他说：“目前，使用常规电动机为大型客机供电是不可行的，因为它们体积太大且缺乏足够的功率密度，超导体才是关键。“为飞机提供动力，一架空客A或波音电动机的单位质量能量至少应为每公斤40千瓦（40kW/kg）。目前，市场上最常规的电动机约为5kW/kg。”为了从电动机获得更多功率，您需要增加电动机能够承载的电量。电流顾名思义，超导体是一种极好的导电材料，它可以使电流以很小的电阻或没有电阻流过它们。大多数人都知道，某些材料的电性能要好于其他材料。比如，铜线与橡胶手套。图片来源：斯特拉斯克莱德大学，格拉斯哥一种材料抵抗电流的能力越强，由于热、光或噪声而损失的电能就越多。现有的电动机就是这种情况。电阻越大，系统效率越低。降低材料电阻的一种方法是对其进行冷却。材料的温度越低，它的导电性就越高，直到达到临界温度，在该温度下所有电阻突然消失并且变得超导，从而增加了可用的能量。比如，冷至零下摄氏度的过冷铜的载流量是室温下铜的倍。理论上，过冷的超导线圈可以无限地保持电流。冷酷的事实然而，保持超导体极冷以消除其电阻的必要性提出了挑战。当世界各地的一些研究小组正在研究所谓的高温超导体时（高于K），袁教授的工作重点是低温导体。目前，导体的最常见过冷方式是使用液氮-大气中最丰富的气体。也可以使用液氦，但这是一种稀有元素。而液氢是一种极易爆炸的元素，需要小心处理。然而，氢可以用于燃料电池，并且可以是航空工业的首选动力源。袁教授说：“电动飞机可能携带氢，既可以用作燃料，也可以用作冷却剂。但是，对于氢，安全性面临着巨大的挑战。“我们的工作重点是尝试通过使用稀土金属（例如钇钡铜氧化物YBCO，YBaCuO）制成的新颖线圈来最大限度地减少所需的冷却，从而提高电动机的效率，然后使用高级分析工具来指导设计处理。”大多数研究是在技术与创新中心（TIC）中最近开放的最先进的应用超导实验室中进行的。他补充说：“我们在斯特拉斯克莱德拥有的独特之处之一是强大的电子和电气工程部门，加上先进成型研究中心和电力网络演示中心等设施的制造能力。这是独特的结合。”混合动力尽管可能需要几十年的时间才能使数百名度假者进入全电动飞行状态，但袁教授对这项技术还是很乐观的。“仍有很多方法可以使喷气发动机在不完全电动的情况下进行改进，例如通过混合动力来推进，在这种情况下，您将燃烧作为能源，而将电动机用于推进。这将使您节省10-20％的效率，”他说。“飞行只是可以从超导中受益的众多应用之一：其他应用包括我们在家庭和工业中使用的能源系统，用于从海上风电场传输电力的电缆，这可以为电网提供远距离、几乎没有能量损失的传输。”袁教授和张敏博士参与了一项由地平线资助的为期四年的新项目，该项目名为IMOTHEP（混合动力推进技术的研究与成熟），为期4年，耗资万欧元。张敏博士该项目由法国航空实验室ONERA牵头，由33个关键航空业和研究合作伙伴组成，将研究混合动力电动飞机的电气技术以及先进的飞机配置设计和创新的推进架构。袁教授和张博士将专注于低温功率电子学和超导功率分配。该项目的最终目标是评估混合动力推进技术在减少民航排放方面的潜力，并最终为其发展制定技术路线图。他于年从巴斯大学加入斯特拉斯克莱德大学，在完成博士学位后获得了他的第一个职位。在剑桥大学，袁教授非常乐观，并渴望将他的研究提高到一个新的水平。他说：“我希望能够看到我们的研究在未来五到十年内得到应用，并成功建立一个公司将其商业化。袁教授说：“考虑到我们使用的材料（大多数是稀土铜氧化物）是在年才发现的，要将它们应用于日常功能还需要花费更多时间。”“但是无论从研究规模还是团队规模来看，斯特拉斯克莱德都在该领域处于英国领先地位。”

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