El Pin - Má
Pin lithium-ion làm cho hầu hết mọi khía cạnh của công nghệ hiện đại đều có thể. Họ cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh trên toàn cầu và thậm chí đã được NASA sử dụng cho nhiều ứng dụng không gian.
Tuy nhiên, có một vấn đề lớn: Pin lithium hoạt động khá kém ở nhiệt độ lạnh. Điều này có nghĩa là vào một ngày mùa đông lạnh và đặc biệt trong môi trường subzero của không gian, các nguồn năng lượng quan trọng này hoạt động ở một phần công suất tối đa của chúng.
Nhưng hai nhà nghiên cứu tại Đại học Fudan ở Thượng Hải đã tạo ra một loại pin lithium lai không có vấn đề gì khi cung cấp nước ép ở nhiệt độ thấp tới -94 độ F (-70 độ C). Tiến sĩ Yong-yao Xia, đồng tác giả của nghiên cứu, tin rằng điều này nắm giữ chìa khóa để cung cấp năng lượng cho các tàu thăm dò và vệ tinh trong tương lai.
Máy Pin cung cấp tiềm năng hứa hẹn nhất cho ứng dụng trường đặc biệt, chẳng hạn như ngoài vũ trụ hoặc gần thám hiểm ngoài vũ trụ. Nó lạnh hơn nhiều ở phía đối diện của Mặt trời tại Trạm vũ trụ quốc tế, trong đó nhiệt độ có thể đạt tới mức -57 độ C, Xia Xia nói Nghịch đảo. Tuy nhiên, đã được báo cáo rộng rãi rằng ở mức -40 độ C pin lithium-ion thông thường chỉ giữ lại khoảng 12 phần trăm công suất nhiệt độ phòng của họ.
Trong một bài báo xuất bản vào thứ tư trên tạp chí Joule, Xia và Yonggang Wang giải thích các tinh chỉnh mà họ đã thực hiện đối với việc thiết kế pin lithium-ion truyền thống để giải quyết vấn đề rắc rối này.
Pin được tạo thành từ hai điện cực - một điện tích dương và điện tích âm còn lại - và một chất điện phân lỏng mang điện tích giữa hai điện cực.
Thông thường, chất điện phân được tạo thành từ một hợp chất axit được gọi là este, trở nên chậm chạp trong điều kiện cực lạnh. Xia và Wang quyết định sử dụng một loại axit khác nhau và thay thế cả hai điện cực bằng hai hợp chất hữu cơ.
Thiết kế đội ngũ sử dụng chất điện phân dựa trên ethyl acetate, có điểm đóng băng thấp. Điều này cho phép nó dẫn điện trong điều kiện đóng băng của không gian bên ngoài. Sau đó, họ thay thế điện cực dương bằng polytriphenylamine (PTPAn) và điện cực âm bằng 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với điện cực tiêu chuẩn trong môi trường subzero.
Trong khi Xia và Wang đã thực hiện những bước đầu tiên để giải quyết một vấn đề khiến các nhà nghiên cứu bối rối trong lĩnh vực này, thiết kế của họ không phải là khá sẵn sàng để khám phá không gian. Pin của chúng không đậm đặc năng lượng như pin thương mại tiêu chuẩn, có nghĩa là nó sạc ít hơn so với những gì bạn có thể nhận được tại cửa hàng.
Xia Ở giai đoạn hiện tại, kết quả thu được bị giới hạn ở cấp độ phòng thí nghiệm, Xia giải thích Xia. Vẫn cần tiến hành nghiên cứu sâu hơn về chất điện phân với cửa sổ điện hóa rộng. Để cải thiện hiệu suất phóng điện và ở nhiệt độ thấp. Thậm chí, nó có năng lượng cụ thể thấp; nó cung cấp tiềm năng hứa hẹn nhất trong các ứng dụng lĩnh vực đặc biệt.
Với nhiều nghiên cứu hơn, các nhà thiên văn học có thể phóng các đội máy bay không người lái và tàu thăm dò mà không cần lo lắng về việc chúng sẽ giảm một nửa trong nhiệm vụ. Ồ và nếu họ từng vấp ngã trên một hành tinh băng, như Hoth, thì họ cũng sẽ không gặp phải vấn đề gì. Hy vọng.