Maaaring Kapangyarihan ng Bagong Baterya ang Hinaharap ng Space Exploration

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay gumagawa ng halos lahat ng facet ng makabagong teknolohiya. Nagtataglay sila ng mga smartphone sa buong mundo at kahit na ginagamit ng NASA para sa iba't ibang mga application ng espasyo.

Mayroong isang malaking problema, bagaman: Ang mga baterya ng Lithium ay gumanap ng medyo hindi maganda sa malamig na temperatura. Nangangahulugan ito na sa isang malamig na araw ng taglamig at lalo na sa subzero na kapaligiran ng espasyo, ang mga kritikal na pinagkukunan ng kapangyarihan ay gumana sa isang bahagi ng kanilang buong kapasidad.

Ngunit ang dalawang mananaliksik sa Fudan University sa Shanghai ay lumikha ng hybrid lithium battery na walang mga isyu na nagbibigay ng juice sa mga temperatura na mas mababa sa -94 degrees Fahrenheit (-70 degrees Celsius). Si Dr. Yong-yao Xia, isang co-author ng pag-aaral, ay naniniwala na ito ay nagtataglay ng susi sa pag-powering ng mga probes at satellite sa hinaharap.

"Ang baterya ay nagbibigay ng pinaka-promising potensyal para sa espesyal na application ng field, tulad ng panlabas na espasyo o malapit sa panlabas na espasyo paggalugad. Ito ay mas malamig sa kabaligtaran ng Araw sa International Space Station, kung saan ang temperatura ay maaaring umabot sa pinakamababa -157 degrees Celsius, "sabi ni Xia Kabaligtaran. "Gayunman, ito ay malawak na iniulat na sa -40 grado Celsius maginoo lithium-Ion baterya lamang panatilihin ang tungkol sa 12 porsiyento ng kanilang mga temperatura kapasidad ng kuwarto."

Sa isang papel na inilathala sa Miyerkules sa journal Joule, Xia at Yonggang Wang ipaliwanag ang mga tweaks na ginawa nila sa disenyo ng mga tradisyunal na baterya ng lithium-ion upang malutas ang pesky na isyu na ito.

Ang mga baterya ay binubuo ng dalawang electrodes - isang positibo na sinisingil at ang iba pang mga negatibong sisingilin - at isang likido electrolyte na nagdadala ang singil sa pagitan ng dalawang electrodes.

Sa Conventionally, ang electrolyte ay binubuo ng isang acidic tambalang kilala bilang ester, na nagiging tamad sa malamig na kondisyon. Nagpasya si Xia at Wang na gumamit ng ibang acid at palitan ang parehong mga electrodes na may dalawang organikong compound.

Ang disenyo ng koponan ay gumagamit ng electrolyte na nakabatay sa ethyl acetate, na may mababang pagyeyelo. Pinapayagan nito na magsagawa ng singil sa mga kondisyon ng pagyeyelo ng kalawakan. Pagkatapos ay pinalitan nila ang positibong elektrod sa polytriphenylamine (PTPAn) at ang negatibong isa na may 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), na ang kanilang trabaho ay mas epektibo kaysa sa karaniwang mga electrodes sa mga subzero na kapaligiran.

Habang kinuha ni Xia at Wang ang mga unang hakbang sa paglutas ng isang isyu na naguguluhan ang mga mananaliksik sa larangan, ang kanilang disenyo ay hindi medyo handa na para sa espasyo paggalugad pa. Ang kanilang baterya ay hindi bilang enerhiya-siksik bilang karaniwang komersyal na mga baterya, ibig sabihin ito ay may mas kaunting bayad kaysa sa isang bagay na maaari mong makuha sa isang tindahan.

"Sa kasalukuyang yugto, ang nakuha na resulta ay limitado sa antas ng laboratoryo," paliwanag ni Xia. "Ang karagdagang pagsisiyasat sa electrolyte na may malawak na electrochemical window … ay dapat pa ring isagawa upang mapabuti ang bayad at pagpapalabas ng pagganap sa mababang temperatura. Kahit na, mayroon itong mababang espesipikong enerhiya; Nagbibigay ito ng pinakamainam na potensyal sa mga espesyal na application ng field."

Sa higit pang pagsasaliksik, ang mga astronomo ay maaaring maglunsad ng mga fleets ng mga exploratory drone at probes na walang nababahala tungkol sa kanila powering down kalahati paraan sa pamamagitan ng kanilang misyon. Oh at kung sila ay natitisod sa isang planeta ng yelo, tulad ng Hoth, hindi magkakaroon ng anumang mga isyu. Sana.