NASA stengiasi sukurti geresnę, saugesnę bateriją su „SABERS“

Naujo akumuliatoriaus konstrukcija, kuri yra saugesnė nei šiandieninis modelis, bus reikalinga rytdienos elektrinių orlaivių varymui, kaip parodyta šiame paveiksle. NASA tyrimų projekte, pavadintame „SABERS“, išbandomi nauji būdai, kaip sukurti geresnę bateriją, taip pat derinti žinomas, egzotiškas medžiagas. Paskola: NASA

Problemos, susijusios su mūsų telefonų, planšetinių kompiuterių ar nešiojamųjų kompiuterių baterijomis, gali būti nemalonios.

Nors kasdieniame gyvenime baterijos yra visur, daugeliui žmonių vis dar kyla problemų. Dėl menkiausio nepatogumo, kai teks dažniau imti mokestį, gali prireikti net brangaus remonto ar viso naujo prietaiso įsigijimo. Didesnės elektronikos baterijos, tokios kaip skydai ar automobiliai, netgi gali užsidegti.

Šiais laikais, ypatingą dėmesį skiriant aviacijos stabilumui, vis labiau domimasi visų ar visų energijos akumuliatorių naudojimu visų dydžių orlaivių elektrinėse varomosiose sistemose.

Taigi kyla klausimas, ar gali būti geresnis būdas pastatyti visiškai saugias, nesugestas ar net užsidegančias baterijas?

a NASA „SABERS“ arba „Architektūrinės kietojo kūno baterijos, skirtos sustiprintam saugos įkrovimui“, kurioje nagrinėjama, kaip sukurti saugesnę bateriją naudojant visiškai naujas medžiagas ir naujus konstrukcijos metodus.

Tikslas yra sukurti bateriją, kuri turėtų žymiai daugiau energijos nei šiuo metu naudojamos ličio jonų baterijos. Ši baterija taip pat laikui bėgant nepraras savo talpos, neuždegs ir nekels pavojaus keleiviams, jei kas nors nepavyks.

„Užuot išėmę bateriją iš stovo, nusprendėme sukurti bateriją nuo nulio, kuri būtų pritaikyta konkretiems elektrinio lėktuvo reikalavimams“, – sakė Rocco Vigiano, NASA Glenno tyrimų centro Klivlande pagrindinis mokslininkas.

Pasirodo, kad kietos baterijos atitinka sąskaitą.

Skirtingai nuo daugelio šių dienų baterijų, SABERS pageidaujamose baterijose nėra skysčio. Visiškai kieta baterija yra mažiau sudėtinga, ji sumažina pavojų saugumui ir gali atlaikyti didesnę žalą nei akumuliatorius, kurio viduje yra skystis.

Programoje buvo tiriamas unikalus sieros-seleno elementų derinys, palaikantis elektrinį krūvį.

“Kietojo kūno sieros seleno akumuliatorius yra kietas liesti ir neužsidega. Jo profilis yra plonesnis nei ličio jonų baterijų և energijos rezervas yra geresnis. „Tai gali sukelti sumušimą net ir idealiomis sąlygomis“, – sakė Vigiano.

Papildoma nauda yra siera, šalutinis naftos perdirbimo produktas. Visame pasaulyje yra atsargų elementų, kurie tik laukia, kol bus panaudoti. Šiek tiek skaidriai šias atliekas galima paversti aplinką tausojančiomis transporto priemonėmis.

Vaizduotė yra dar vienas SABERS aspektas.

Projektui sukurti naudojami elementai, kurie niekada nebuvo sujungti, kad būtų sukurta baterija. Pavyzdžiui, NASA sukurtas komponentas vadinamas „duobute“ grafenas“(Pavadinta dėl savo paviršiaus skylių, kad oras galėtų praeiti), jis turi labai aukštą elektros laidumo lygį. Jis yra ypač lengvas: ekologiškai švarus.

„Ši medžiaga niekada nebuvo naudojama akumuliatorių sistemose, ją deriname su kitomis medžiagomis, kurios dar niekad nebuvo naudojamos“, – sakė Vigiano.

SABERSAS eina žingsneliais

Yra žinoma, kad kietojo kūno baterijų išsikrovimo greitis yra mažas. Kitaip tariant, energijos, tekančios tiesiogiai iš akumuliatoriaus, kiekis yra per mažas. Tačiau „SABERS“ tyrėjai beveik padvigubino šį išsikrovimo lygį, o tai reiškia, kad kietojo kūno baterijos gali maksimaliai padidinti elektronikos galimybes.

„Tada mes tai pastebėjome. „Plėtodamiesi, mes galime dar labiau pagreitinti šį tempą“, – sakė Vigiano. Projekto tikslai ir sėkmė pritraukė tokių kompanijų kaip „Uber“ ir daugybės kitų įmonių, besidominčių transporto priemonių gamyba būsimai pažangaus oro judumo aplinkai, dėmesį.

Kitas „SABERS“ žingsnis yra pagreitinti akumuliatoriaus dizainą. Tai apims praktikos išbandymą praktinėse situacijose, siekiant įsitikinti, kad ji yra saugi, atliekant duomenis apie jos veikimą. Jei pasiseks, dizainą galima toliau optimizuoti.

Tuo pat metu saugumas išlieka svarbiausias dalykas.

Vykstantys akumuliatorių tyrimai sutelkti dėmesį į automobilių pramonę, kurios saugos standartai paprastai yra mažiau ribojantys, nei reikalauja aviacijos programos, kai akumuliatoriai patiria didesnę įtampą.

SABERS nori padėti nustatyti šį aukštesnį aviacijos naudojimo standartą, įrodydamas, kad saugesnių baterijų gamyba yra „techniškai įmanoma“ ir ekonomiškai naudinga.

Kokie reikalavimai keliami šios kietojo būvio baterijoms? Remdamasis analize, ko gali prireikti praktiniam elektriniam orlaiviui valdyti, SABERS sutelkė dėmesį į penkis aspektus: saugumą, energijos tankį, išmetimo greitį, paketo dizainą ir išplėtimą.

Tiesą sakant, šios baterijos turėtų būti saugios. Jie taip pat turi turėti daug energijos, kad galėtų veiksmingai išlaisvinti tą galią. Jie turėtų būti ploni, kompaktiški ir apdirbti kuo detaliau.

Galiausiai SABERS nustato elektrinių orlaivių, maitinamų baterijomis, galimybes. Sėkmingai šios naujovės gali padėti pradėti naują energijos gamybos erą ateityje.

„SABERS“ yra „Convergent Aeronautics Solutions“ projekto dalis, skirta NASA tyrėjams suteikti išteklių, kurių jiems reikia norint nustatyti, ar jų idėjos, susijusios su kai kuriais didžiausiais aviacijos techniniais iššūkiais, yra įgyvendinamos, ir jas gali būti verta toliau vykdyti NASA ar pramonėje.

Atrinkta kaip dvejų metų veikla, kuri prasidėjo 2019 m. Spalio 1 d., Persekiojimo pertraukimai COVID-19: Epidemija gali pratęsti, nors dar nieko nėra nuspręsta.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pažymėtinos giliavandenės Veneros gėlių kempinių struktūros, kurios yra naudingos kuriant laivus, lėktuvus ir dangoraižius

Euplectella aspergillum stiklo kempinės struktūra structure už hidrodinaminio lauko ribų. Pramonė buvo perstatyta naudojant CINECA superkompiuterius. Kinetinė metodika և Pažangūs skaičiavimo kodai...

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Newsletter

Subscribe to stay updated.