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Multifunctional Composites for Future Energy Storage in Aerospace Structures

Adam, Till Julian und Liao, Guangyue und Petersen, Jan und Geier, Sebastian und Finke, Benedikt und Wierach, Peter und Kwade, Arno und Wiedemann, Martin (2018) Multifunctional Composites for Future Energy Storage in Aerospace Structures. Energies, 11 (2), Seite 335. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en11020335. ISSN 1996-1073.

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Offizielle URL: http://www.mdpi.com/1996-1073/11/2/335

Kurzfassung

Multifunctionalization of fiber-reinforced composites, especially by adding energy storage capabilities, is a promising approach to realize lightweight structural energy storages for future transport vehicles. Compared to conventional energy storage systems, energy density can be increased by reducing parasitic masses of non-energy-storing components and by benefitting from the composite meso- and microarchitectures. In this paper, the most relevant existing approaches towards multifunctional energy storages are reviewed and subdivided into five groups by distinguishing their degree of integration and their scale of multifunctionalization. By introducing a modified range equation for battery-powered electric aircrafts, possible range extensions enabled by multifunctionalization are estimated. Furthermore, general and aerospace specific potentials of multifunctional energy storages are discussed. Representing an intermediate degree of structural integration, experimental results for a multifunctional energy-storing glass fiber-reinforced composite based on the ceramic electrolyte LATP are presented. Cyclic voltammetry tests are used to characterize the double-layer behavior combined with galvanostatic charge–discharge measurements for capacitance calculation. The capacitance is observed to be unchanged after 1500 charge–discharge cycles revealing a promising potential for future applications. Furthermore, the mechanical properties are assessed by means of four-point bending and tensile tests. Additionally, the influence of mechanical loads on the electrical properties is also investigated, demonstrating the storage stability of the composites.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118730/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Multifunctional Composites for Future Energy Storage in Aerospace Structures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Adam, Till JulianTill.Adam (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2726-739XNICHT SPEZIFIZIERT
Liao, GuangyueGuangyue.Liao (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Petersen, JanJan.Petersen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4436-102XNICHT SPEZIFIZIERT
Geier, SebastianSebastian.Geier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Finke, Benediktb.finke (at) tu-bs.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wierach, PeterPeter.Wierach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0852-9112144717088
Kwade, ArnoiPAT, TU BraunschweigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wiedemann, MartinMartin.Wiedemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6095-9104NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Februar 2018
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.3390/en11020335
Seitenbereich:Seite 335
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:structural energy Storages, multifunctional power Composites, LATP solid electrolyte, electrical properties, mechanical properties
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Peakpower Superkondensatoren (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
Hinterlegt von: Adam, Till Julian
Hinterlegt am:26 Feb 2018 08:16
Letzte Änderung:02 Nov 2023 12:03

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