太空新型電池問世：使用矽材料、充電更快、更輕便
2020-09-15 索比光伏網
據物理學家組織網報導，美國科學家研製出了一種更輕便、充電速度更快的電池，可為太空衣甚至火星探測器供電，也可裝配於衛星上。研究由美國國家航空航天局(NASA)資助，相關論文發表於近期出版的美國化學會期刊《應用材料與界面》。
研究人員之一、克萊姆森大學科學家拉瑪克裡斯納·波迪拉表示：「大多數衛星主要從太陽獲取能量，但衛星也必須做到處於地球陰影下時仍能存儲能量，因此衛星上配備的電池要儘可能輕，衛星越重，任務成本越高。」
波迪拉團隊用矽材料研製出了最新電池。矽可以包裹更多電荷，這意味著更多能量可以存儲在較輕的電池中。儘管科學家一直以來都非常重視矽的儲電能力，但矽在放電時會分解成較小碎片。鑑於此，波迪拉等人使用微小的矽「納米」顆粒來替代，這些顆粒可提高穩定性並提供更長的循環壽命。
研究人員先用名為「巴克紙」(Buckypaper)的碳納米管材料製成一層一層的結構，然後將矽納米顆粒夾在中間——就像「三明治」一樣製造出了新型電池。
波迪拉說，採用這種內部結構，即使矽顆粒破裂，它們也「仍在三明治中」。
研究人員表示：「獨立的碳納米管片使矽納米粒子彼此之間通過電相互連接。這些納米管形成了準三維結構，即使經過500次循環，矽納米粒子也能簇擁在一起，並減輕了由於納米粒子破裂而產生的電阻。」
使用矽和其他納米材料製成的電池不僅可以提高容量，還可以更高的電流為電池充電，從而縮短充電時間。由於新電池使用納米管作為緩衝機制，因此，充電速度比當前快4倍。此外，新電池「體重」輕，充電速度更快，效率大大提高，這對身著由電池供電太空衣的太空人們來說也更有利。
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