Нова батарея могла б забезпечити майбутнє дослідження космосу

Літій-іонні батареї роблять можливим практично кожний аспект сучасної технології. Вони живлять смартфони по всьому світу і навіть використовуються в NASA для різноманітних космічних застосувань.

Є одна велика проблема, однак: літієві батареї виконують досить слабко при низьких температурах. Це означає, що в холодний зимовий день і особливо у мінливих умовах простору ці важливі джерела енергії функціонують на частку своєї повної потужності.

Але два дослідники з Університету Фудань в Шанхаї створили гібридну літієву батарею, яка не має проблем із забезпеченням соку при температурі від -94 градусів за Фаренгейтом (-70 градусів Цельсія). Доктор Юн-Яо Ся, співавтор дослідження, вважає, що це є запорукою живлення майбутніх зондів і супутників.

«Батарея забезпечує найбільш перспективний потенціал для спеціального застосування на місцях, наприклад, космічного простору або поблизу космічного дослідження. Це набагато холодніше на протилежній стороні Сонця на Міжнародній космічній станції, в якій температура може досягати всього -157 градусів Цельсія, - розповідає Ся. Обернено. "Проте, було широко повідомлено, що при -40 градусах Цельсія звичайні літій-іонні батареї тільки зберігають близько 12 відсотків їхньої кімнати температури."

У документі, опублікованому в середу в журналі Джоуль, Ся і Yonggang Ван пояснити хитрощі вони зробили для дизайну традиційних літій-іонних акумуляторів, щоб вирішити цю надокучливу проблему.

Батареї складаються з двох електродів - один позитивно заряджений і інший негативно заряджений - і рідкий електроліт, який несе заряд між двома електродами.

Умовно, електроліт складається з кислого з'єднання, відомого як ефір, який стає млявим в надзвичайно холодних умовах. Ся і Ван вирішили використовувати іншу кислоту і замінити обидва електрода на два органічні сполуки.

Команда проекту використовує електроліт на основі етилацетату, який має низьку точку замерзання. Це дозволяє проводити заряд в умовах замерзання космічного простору. Потім вони замінили позитивний електрод політрифеніламіном (PTPAn), а негативний - 1,4,5,8-нафталінтетракарбоновим діангідридом (NTCDA), які роблять свою роботу набагато ефективніше, ніж стандартні електроди в нульовому середовищі.

Хоча Ся і Ван зробили перші кроки у вирішенні проблеми, яка вразила дослідників у цій галузі, їхній дизайн не є цілком готовий до освоєння космосу. Їхня батарея не настільки енергоємна, як стандартні комерційні акумулятори, що означає менше заряду, ніж те, що можна отримати в магазині.

«На поточному етапі отримані результати обмежені на лабораторному рівні», - пояснила Ся. «Подальше дослідження електроліту з великим електрохімічним вікном… все ще слід проводити для поліпшення характеристик заряду і розряду при низькій температурі. Навіть, вона має низьку питому енергію; вона забезпечує найбільш перспективний потенціал у спеціальних областях застосування ».

З додатковими дослідженнями, астрономи могли запустити флоти дослідницьких безпілотних літаків і зондів, не турбуючись про те, щоб вони знизилися на половину шляху своєї місії. Ох, і якщо вони коли-небудь наткнуться на льодову планету, як і на Хота, теж не буде ніяких проблем. Сподіваюся.