飛機不像車輛那樣普遍使用電動驅動的原因主要有幾個方面:
能量密度問題:目前的電池技術,尤其是鋰離子電池的能量密度遠遠低于傳統的航空燃料。能量密度是指單位質量或體積的能量。飛行需要大量的能量來克服重力和提供推力,而電池提供的能量密度不足以支持長時間或長距離的飛行。
重量問題:隨著電池放電,其重量并不會減輕,這與燃燒航空燃料過程中質量的減少形成對比。在飛行過程中,飛機燃料的消耗會使得飛機變得更輕,這有助于提高燃油效率。而電池的重量不變,這對于追求效率和性能的航空器來說是一個不利因素。
充電時間和基礎設施:與加油相比,給電池充電需要更長的時間。這會影響飛機的運行效率,尤其是在需要快速周轉的商業航空領域。此外,目前的機場和其他相關基礎設施并未普遍配備支持大規模電動飛機充電的設施。
安全性和技術挑戰:雖然現代電池技術在安全性方面已經取得了很大進展,但電池過熱和火災的風險仍然是一個關注點。此外,開發能夠滿足航空要求的高性能、高安全性電池系統面臨著重大技術挑戰。
盡管有這些挑戰,研究人員和工程師正在積極探索電動飛行的可能性。隨著電池技術的進步,特別是在能量密度和充電速度方面,我們可以預見未來出現更多電動飛機,尤其是在短途和通勤航班上。例如,電動垂直起降(eVTOL)飛機在城市航空交通(UAM)領域顯示出了巨大潛力。然而,要實現長途商業航班的電動化,還需要克服上述提到的一系列技術和經濟障礙。