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日本計劃在月球上開展固態(tài)電池實驗

   2019-02-25 cnBeta.COM

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核心提示:想要在太空中使用固態(tài)電池,聽起來不像是什么新鮮事。但問題在于,這項技術(shù)在地球上,也尚未普及。盡管如此,還是有不少初創(chuàng)企業(yè)

想要在太空中使用固態(tài)電池,聽起來不像是什么新鮮事。但問題在于,這項技術(shù)在地球上,也尚未普及。盡管如此,還是有不少初創(chuàng)企業(yè),希望盡快在月球上開展電池實驗。之所以如此積極,是因為它看到了未來月球探索的光明前景。諸如ispace等私營或國有機構(gòu),都在競相將機器人和實驗儀器送往月球。但在抵達這顆衛(wèi)星之后,需要考慮長時間沒有太陽照射的后備能源方案。


(圖自:ispace)

有太陽和沒太陽,月球上會經(jīng)歷極端的溫差。想要找到一種足夠承受這種溫度波動,但仍能有效儲存能量的電池,對月球探索有著重大的意義。

固態(tài)電池,或許是一種很有前途的解決方案。與普通電池相比,其采用了固態(tài)電解質(zhì),你可以將它簡單認作傳統(tǒng)鋰離子電池的超級版本。

為了幫助帶電粒子從電池的兩極之間移動,鋰離子需要依賴于一種易燃的液體作為電解質(zhì)。遺憾的是,即便在地球上,這種液體也會造成一些問題。

在高溫下,電解質(zhì)可能導(dǎo)致電池失效起火、甚至讓手機等設(shè)備爆炸。在低溫環(huán)境下,電解液會被凍成固體,導(dǎo)致電池大幅衰減。

作為對比,固態(tài)電池中的電解質(zhì),經(jīng)過了特別精心的設(shè)計。盡管沒有使用液體來包裹,這種固態(tài)材料仍能幫助離子來回移動。

(圖自:WillJoel/TheVerge)

瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室固態(tài)電池研究員、博士生FrancescoPagani表示:

固態(tài)電池?zé)o需液體來包裹一切,而是將不同的部分堆疊成固體層,且能夠讓電池變得更加緊湊與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,固態(tài)電池能夠保存更多的能量、充電速度也更快。

理論上,它能夠更好地經(jīng)受月球的劇烈溫差,從陽光照射下的260ㄈ(127℃)、到陰影下的-280ㄈ(-173℃)。就算過熱,也不會輕易燃燒或爆炸。

雖然在極端的低溫下,固態(tài)電池的充電速度會變慢,但至少它可以在太空環(huán)境下存活。如果換成鋰離子電池,根本就沒有考慮的必要。

據(jù)悉,規(guī)劃中的月球固態(tài)電池,將由日本的NGKSparkPlug制造。雖未確定這種固態(tài)電池的確切規(guī)格,但已知其將使用陶瓷材質(zhì)的電解質(zhì)(特點是相當(dāng)穩(wěn)定,因此極受歡迎)。

目前其計劃做一些相當(dāng)基本的測試,以驗證電池是否能夠在月球的真空環(huán)境中存活和保持電荷,其希望這項實驗?zāi)軌蛲卣固针姵氐目尚行浴?/p>

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