太空用新型电池问世充电更快、更轻便

仙仙

据物理学家组织网8月31日报道，美国科学家研制出了一种更轻便、充电速度更快的电池，可为宇航服甚至火星探测器供电，也可装配于卫星上。研究由美国国家航空航天局（NASA）资助，相关论文发表于近期出版的美国化学会期刊《应用材料与界面》。


研究人员之一、克莱姆森大学科学家拉玛克里斯纳·波迪拉表示：“大多数卫星主要从太阳获取能量，但卫星也必须做到处于地球阴影下时仍能存储能量，因此卫星上配备的电池要尽可能轻，卫星越重，任务成本越高。”


波迪拉团队用硅材料研制出了最新电池。硅可以包裹更多电荷，这意味着更多能量可以存储在较轻的电池中。尽管科学家一直以来都非常重视硅的储电能力，但硅在放电时会分解成较小碎片。鉴于此，波迪拉等人使用微小的硅“纳米”颗粒来替代，这些颗粒可提高稳定性并提供更长的循环寿命。


研究人员先用名为“巴克纸”（Buckypaper）的碳纳米管材料制成一层一层的结构，然后将硅纳米颗粒夹在中间——就像“三明治”一样制造出了新型电池。


波迪拉说，采用这种内部结构，即使硅颗粒破裂，它们也“仍在三明治中”。


研究人员表示：“独立的碳纳米管片使硅纳米粒子彼此之间通过电相互连接。这些纳米管形成了准三维结构，即使经过500次循环，硅纳米粒子也能簇拥在一起，并减轻了由于纳米粒子破裂而产生的电阻。”


使用硅和其他纳米材料制成的电池不仅可以提高容量，还可以更高的电流为电池充电，从而缩短充电时间。由于新电池使用纳米管作为缓冲机制，因此，充电速度比当前快4倍。此外，新电池“体重”轻，充电速度更快，效率大大提高，这对身着由电池供电宇航服的宇航员们来说也更有利。（科技日报记者刘霞）