Bateri Baharu Boleh Kuasa Masa Masa Penerokaan Angkasa

Bateri lithium-ion membuat hampir setiap aspek teknologi moden mungkin. Mereka menguasai telefon pintar di seluruh dunia dan telahpun digunakan oleh NASA untuk pelbagai aplikasi ruang.

Terdapat satu masalah besar, walaupun: Bateri litium cukup buruk dalam suhu sejuk. Ini bermakna pada hari musim sejuk dan sejuk terutamanya dalam persekitaran ruang subzero, sumber tenaga penting ini berfungsi pada sebahagian kecil daripada kapasiti penuh mereka.

Tetapi dua penyelidik di Fudan University di Shanghai telah mencipta bateri litium hibrid yang tidak mempunyai masalah menyediakan jus pada suhu serendah -94 darjah Fahrenheit (-70 darjah Celsius). Dr. Yong-yao Xia, seorang pengarang bersama kajian itu, percaya ini memegang kunci untuk membekalkan probe dan satelit masa depan.

"Bateri menyediakan potensi yang paling menjanjikan untuk aplikasi medan khas, seperti ruang luar atau penjelajahan angkasa lepas. Ia lebih sejuk di sebelah Matahari di Stesen Angkasa Antarabangsa, di mana suhu boleh mencapai serendah -157 darjah Celsius, "Xia memberitahu Songsang. "Walau bagaimanapun, telah dilaporkan secara meluas bahawa pada bateri lithium-ion konvensional hanya pada suhu -40 darjah Celsius mengekalkan 12 peratus dari kapasiti suhu bilik mereka."

Dalam makalah yang disiarkan Rabu dalam jurnal Joule, Xia dan Yonggang Wang menerangkan tweak yang mereka buat untuk reka bentuk bateri lithium-ion tradisional untuk menyelesaikan masalah yang menjengkelkan ini.

Bateri terdiri daripada dua elektrod - satu positif dikenakan dan lain-lain dikenakan caj - dan elektrolit cecair yang membawa pertuduhan di antara kedua-dua elektrod.

Secara konvensional, elektrolit terdiri daripada sebatian asid yang dikenali sebagai ester, yang menjadi lembab dalam keadaan yang sangat sejuk. Xia dan Wang memutuskan untuk menggunakan asid yang berbeza dan menggantikan kedua-dua elektrod dengan dua sebatian organik.

Reka bentuk pasukan menggunakan elektrolit berasaskan etil asetat, yang mempunyai titik pembekuan rendah. Ini membolehkan ia menjalankan caj dalam keadaan beku ruang angkasa. Mereka kemudian menggantikan elektrod positif dengan polytriphenylamine (PTPAn) dan satu negatif dengan 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), yang melakukan tugas mereka jauh lebih berkesan daripada elektrod standard dalam persekitaran subzero.

Walaupun Xia dan Wang telah mengambil langkah pertama dalam menyelesaikan masalah yang membingungkan penyelidik di lapangan, reka bentuk mereka tidak agak sedia untuk penerokaan ruang angkasa. Bateri mereka tidak seperti tenaga yang padat sebagai bateri komersil biasa, yang bermaksud ia memegang kurang biaya daripada sesuatu yang boleh anda dapatkan di kedai.

"Pada peringkat sekarang, hasil yang diperoleh adalah terhad di peringkat makmal," jelas Xia. "Penyiasatan lebih lanjut mengenai elektrolit dengan tetingkap elektrokimia yang banyak … masih perlu dilakukan untuk memperbaiki prestasi dan pelepasan pada suhu rendah. Malah, ia mempunyai tenaga khusus yang rendah; ia menyediakan potensi yang paling menjanjikan dalam aplikasi bidang khas."

Dengan penyelidikan yang lebih banyak, para astronom dapat melancarkan armada pesawat pengesan dan probe tanpa perlu khawatir tentang mereka yang menyerang setengah jalan melalui misi mereka. Oh dan jika mereka pernah tersandung pada planet ais, seperti Hoth, tidak akan ada masalah sama ada. Mudah-mudahan.