סוללה חדשה יכול כוח העתיד של חקר החלל

סוללות ליתיום יון לעשות כמעט כל היבט של הטכנולוגיה המודרנית האפשרית. הם כוח סמארטפונים ברחבי העולם ויש להם אפילו מועסקים על ידי NASA עבור מגוון רחב של יישומים בחלל.

יש בעיה אחת גדולה, אם כי: סוללות ליתיום לבצע די רע בטמפרטורות קרות. משמעות הדבר היא כי ביום חורף קר ו במיוחד בסביבות התת-קרקעיות של החלל, מקורות הכוח החיוניים הללו פועלים בשבריר של יכולתם המלאה.

אבל שני חוקרים מאוניברסיטת פודאן בשנחאי יצרו סוללת ליתיום היברידית שאין לה בעיה לספק מיץ בטמפרטורות נמוכות כמו -94 מעלות צלזיוס (-70 מעלות צלסיוס). ד"ר יונג-יאו שיה, אחד ממחברי המחקר, סבור שמדובר במפתח להפעלת בדיקות ולוויינים עתידיים.

"הסוללה מספק את הפוטנציאל המבטיח ביותר עבור יישום שדה מיוחד, כגון החלל החיצון או קרוב לחקר החיצוני. זה הרבה יותר קר בצד השני של השמש בתחנת החלל הבינלאומית, שבה הטמפרטורה יכולה להגיע ל -157 מעלות צלסיוס ", מספר שיה הפוך. "עם זאת, יש דיווח נרחב כי ב -40 מעלות סוללות ליתיום יון קונבנציונאלי רק לשמור על 12 אחוז טמפרטורת החדר שלהם קיבולת."

במאמר שפורסם ביום רביעי בכתב העת ג'ול, שיה ו Yonggang וואנג להסביר את tweaks הם עשו את העיצוב של סוללות ליתיום יון המסורתית כדי לפתור את הבעיה pesky.

הסוללות מורכבות משתי אלקטרודות - אחת טעונה בחיוב והשניה טעונה שלילית - ואלקטרוליט נוזלי הנושא את המטען בין שתי האלקטרודות.

באופן קונבנציונאלי, אלקטרוליט מורכב תרכובת חומצית המכונה אסתר, אשר הופך איטי בתנאים קרים מאוד. שיא וואנג החליטו להשתמש בחומצה אחרת ולהחליף את שתי האלקטרודות עם שני תרכובות אורגניות.

תכנון הצוות משתמש באלקטרוליט המבוסס על אתיל אצטט, בעל נקודת הקפאה נמוכה. זה מאפשר לו לנהל תשלום בתנאים הקפאה של החלל החיצון. לאחר מכן הם החליפו את האלקטרודה החיובית עם polytriphenylamine (PTPAn) והשלישי עם 1,4,5,8-naphthalenetetralic dianhydride (NTCDA), אשר עושים את עבודתם ביעילות רבה יותר מאשר אלקטרודות סטנדרטיות בסביבות subzero.

בעוד שיאה וואנג עשו את הצעד הראשון בפתרון בעיה שהביכה את החוקרים בתחום, העיצוב שלהם אינו די מוכן לחקר החלל עדיין. הסוללה שלהם לא כמו אנרגיה צפופה כמו סוללות מסחריות סטנדרטיות, כלומר הוא מחזיק פחות תשלום מאשר משהו שאתה יכול לקבל בחנות.

"בשלב הנוכחי, את התוצאות המתקבלות מוגבלים ברמת המעבדה," הסביר שיה. "חקירה נוספת על אלקטרוליט עם הרבה חלון אלקטרוכימי רחב … עדיין צריך להתבצע כדי לשפר את החיוב ביצועים פריקה בטמפרטורה נמוכה. אפילו, יש לו אנרגיה ספציפית נמוכה; הוא מספק את הפוטנציאל המבטיח ביותר ביישומים שדה מיוחד."

בעזרת מחקר נוסף, יכלו האסטרונומים לשגר ציי מטוסים ללא תחקיר ובדיקות מבלי לחשוש מהם. הו ואם הם אי פעם נתקלו בכדור הארץ קרח, כמו Hoth, לא יהיו גם בעיות. אני מקווה.