Нова батерия може да захрани бъдещето на космическите изследвания

Литиево-йонните батерии правят възможно почти всеки аспект от съвременната технология. Те захранват смартфони по целия свят и дори са били наети от NASA за различни космически приложения.

Има обаче един голям проблем: литиевите батерии се справят доста зле при ниски температури. Това означава, че в един студен зимен ден и особено в отрицателните среди на пространството тези важни енергийни източници функционират на малка част от пълния си капацитет.

Но двама изследователи от Университета в Фундан в Шанхай създадоха хибридна литиева батерия, която няма проблеми, осигурявайки сок при температури от -94 градуса по Фаренхайт (-70 градуса по Целзий). Д-р Йонг-Яо Ся, съавтор на изследването, вярва, че това е ключът към захранването на бъдещите сонди и спътници.

„Батерията осигурява най-обещаващия потенциал за специално приложение на полето, като например космическото пространство или близкото изследване на космическото пространство. Това е много по-студено на противоположната страна на Слънцето на Международната космическа станция, в която температурата може да достигне до -157 градуса по Целзий, ”казва Xia. обратен, "Въпреки това, широко се съобщава, че при -40 градуса по Целзий конвенционалните литиево-йонни батерии запазват само около 12% от капацитета на стайна температура."

В доклад, публикуван в сряда в списание джаул Xia и Yonggang Wang обясняват направените промени в дизайна на традиционните литиево-йонни батерии, за да разрешат този проблем.

Батериите са съставени от два електрода - един положително зареден и другият отрицателно заредени - и течен електролит, който носи заряда между двата електрода.

Обикновено електролитът се състои от киселинно съединение, известно като естер, което става бавно при изключително студени условия. Ся и Уанг решават да използват различна киселина и да заменят двата електрода с две органични съединения.

Дизайнът на екипа използва електролит на база етилацетат, който има ниска точка на замръзване. Това му позволява да извършва заряд в условията на замръзване на космическото пространство. След това те замениха положителния електрод с политрифениламин (PTPAn), а отрицателният с 1,4,5,8-нафталентетракарбоксилен дианхидрид (NTCDA), който вършеше работата си много по-ефективно от стандартните електроди в отрицателна среда.

Докато Xia и Wang са предприели първите стъпки за решаване на проблем, който обърква изследователите в тази област, техният дизайн не е съвсем готов за изследване на космоса още. Батерията им не е толкова енергоемка, колкото стандартните търговски батерии, което означава, че притежава по-малко такса от нещо, което можете да получите в магазина.

"На сегашния етап получените резултати са ограничени на лабораторно ниво", обясни Сиа. „По-нататъшно изследване на електролита с много широк електрохимичен прозорец… все още трябва да се извърши, за да се подобри работата на заряда и при ниска температура. Дори тя има ниска специфична енергия; той осигурява най-обещаващия потенциал в специалните полеви приложения. ”

С повече изследвания астрономите можеха да пуснат флоти от изследователски безпилотни самолети и сонди, без да се притесняват, че те ще намалят половината от своята мисия. О, и ако някога се спънат в една ледена планета, като Хот, няма да има никакви проблеми. Да се ​​надяваме.