Comme la combinaison électrique chargée portée par Black Panther de Marvel Comics, les chercheurs de l'UCF ont avancé les technologies de la NASA pour développer une combinaison électrique pour une voiture électrique aussi solide que l'acier, plus légère que l'aluminium et qui aide à augmenter la capacité de puissance du véhicule.

La combinaison est faite d'un matériau composite de carbone en couches qui fonctionne comme un dispositif hybride supercondensateur-batterie de stockage d'énergie en raison de sa conception unique à l'échelle nanométrique.

Le développement est apparu récemment en couverture du journal Small et pourraient avoir des applications dans une gamme de technologies qui nécessitent des sources d'énergie légères, des véhicules électriques aux engins spatiaux, des avions, des drones, des appareils portables et des technologies portables.

"Notre idée est d'utiliser les enveloppes corporelles pour stocker de l'énergie afin de compléter l'énergie stockée dans les batteries", explique le co-auteur de l'étude, Jayan Thomas, chef d'équipe et professeur au NanoScience Technology Center et au Department of Materials Science and Engineering de l'UCF.

"L'avantage est que ce composite peut réduire le poids de votre voiture et augmenter les kilomètres par charge", dit-il. "Il est aussi solide, voire plus solide que l'acier, mais beaucoup plus léger."

Le matériau, lorsqu'il est utilisé comme coque de carrosserie, pourrait augmenter l'autonomie d'une voiture électrique de 25 %, ce qui signifie qu'un véhicule de 200 miles par charge pourrait parcourir 50 miles supplémentaires et réduire son poids total.

En tant que supercondensateur, il augmenterait également la puissance d'une voiture électrique, lui donnant la poussée supplémentaire dont elle a besoin pour passer de zéro à 100 km/h en 3 secondes.

"Cette application, ainsi que de nombreuses autres, pourrait être à l'horizon un jour à mesure que la technologie progresse dans son niveau de préparation", déclare Luke Roberson, co-auteur de l'étude et chercheur principal pour la recherche et le développement au Kennedy Space Center de la NASA.

Ces matériaux pourraient être utilisés comme cadres pour des satellites cubiques, des structures sur des habitats hors monde, ou même dans le cadre de lunettes futuristes, telles que des casques de réalité mixte et virtuelle.

"Il existe de nombreux points d'infusion potentiels dans l'économie ainsi que pour l'exploration spatiale future", a déclaré Roberson. "Il s'agit, à mon avis, d'un énorme progrès du niveau de préparation technologique pour nous amener là où nous devons être pour l'infusion de la mission de la NASA."

Sur les voitures, le matériau composite du supercondensateur serait alimenté par la charge, comme une batterie, ainsi que lorsque la voiture freine, explique Thomas.

"Son cycle de vie charge-décharge est 10 fois plus long qu'une batterie de voiture électrique", dit-il.

Les matériaux utilisés sont également non toxiques et ininflammables, ce qui est très important pour la sécurité des passagers en cas d'accident, précise-t-il.

"Il s'agit d'une amélioration considérable par rapport aux approches antérieures qui souffraient de problèmes liés aux matériaux toxiques, aux électrolytes organiques inflammables, aux faibles cycles de vie ou aux performances médiocres", déclare Thomas.

En raison de sa conception unique qui utilise plusieurs couches de fibre de carbone, le matériau a une résistance importante aux chocs et à la flexion, essentielle pour résister à une collision automobile, ainsi qu'une résistance à la traction importante.