नई बैटरी अंतरिक्ष अन्वेषण के भविष्य को शक्तिशाली बना सकती है

लिथियम-आयन बैटरी आधुनिक-प्रौद्योगिकी के लगभग हर पहलू को संभव बनाती हैं। वे दुनिया भर में स्मार्टफ़ोन को पावर करते हैं और यहां तक ​​कि कई स्पेस एप्लीकेशनों के लिए नासा द्वारा नियोजित किया गया है।

एक बड़ी समस्या है, हालांकि: लिथियम बैटरी ठंडे तापमान में बहुत खराब प्रदर्शन करती है। इसका मतलब है कि ठंड के दिन और ख़ास तौर पर अंतरिक्ष के सबजेरो वातावरण में, ये महत्वपूर्ण शक्ति स्रोत अपनी पूर्ण क्षमता के एक अंश पर कार्य करते हैं।

लेकिन शंघाई में फुडन विश्वविद्यालय के दो शोधकर्ताओं ने एक हाइब्रिड लिथियम बैटरी बनाई है, जिसमें -94 डिग्री फ़ारेनहाइट (-70 डिग्री सेल्सियस) के रूप में तापमान पर रस प्रदान करने में कोई समस्या नहीं है। अध्ययन के सह-लेखक डॉ। योंग-याओ ज़िया का मानना ​​है कि यह भविष्य की जांच और उपग्रहों को शक्ति प्रदान करने की कुंजी है।

"बैटरी विशेष क्षेत्र के अनुप्रयोग के लिए सबसे आशाजनक क्षमता प्रदान करता है, जैसे बाहरी अंतरिक्ष या बाहरी-अंतरिक्ष अन्वेषण के पास। यह है अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर सूर्य के विपरीत तरफ बहुत ठंडा है, जिसमें तापमान -157 डिग्री सेल्सियस तक कम हो सकता है, "ज़िया बताता है श्लोक में । "हालांकि, यह व्यापक रूप से बताया गया है कि -40 डिग्री सेल्सियस पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी केवल उनके कमरे के तापमान की क्षमता का 12 प्रतिशत लगभग बरकरार रखती है।"

जर्नल में बुधवार को प्रकाशित एक पेपर में जौल, ज़िया और योंगगांग वांग ने इस पेसकी मुद्दे को हल करने के लिए पारंपरिक लिथियम आयन बैटरी के डिजाइन के लिए किए गए ट्विक्स की व्याख्या की।

बैटरियों को दो इलेक्ट्रोड से बनाया जाता है - एक सकारात्मक चार्ज और दूसरा नकारात्मक चार्ज - और एक तरल इलेक्ट्रोलाइट जो दो इलेक्ट्रोड के बीच चार्ज को वहन करता है।

परंपरागत रूप से, इलेक्ट्रोलाइट एक अम्लीय यौगिक से बना होता है जिसे एस्टर के रूप में जाना जाता है, जो बेहद ठंड की स्थिति में सुस्त हो जाता है। ज़िया और वांग ने एक अलग एसिड का उपयोग करने का फैसला किया और दोनों इलेक्ट्रोड को दो कार्बनिक यौगिकों के साथ बदल दिया।

टीम का डिज़ाइन एक एथिल एसीटेट-आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करता है, जिसमें कम हिमांक होता है। यह इसे बाहरी स्थान की ठंड की स्थिति में चार्ज करने की अनुमति देता है। इसके बाद उन्होंने पॉलीट्रीफेनिलमाइन (PTPAn) के साथ सकारात्मक इलेक्ट्रोड और 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA) के साथ नकारात्मक को प्रतिस्थापित किया, जो सबजेरो वातावरण में मानक इलेक्ट्रोड की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी ढंग से अपना काम करते हैं।

हालांकि ज़िया और वांग ने क्षेत्र में शोधकर्ताओं के सामने एक समस्या को हल करने में पहला कदम उठाया है, लेकिन उनका डिज़ाइन अलग नहीं है काफी अभी तक अंतरिक्ष की खोज के लिए तैयार है। उनकी बैटरी मानक वाणिज्यिक बैटरी के रूप में ऊर्जा-घनी नहीं है, जिसका अर्थ है कि आप किसी स्टोर पर मिलने वाली चीज़ों की तुलना में कम शुल्क रखते हैं।

"वर्तमान स्तर पर, प्राप्त परिणाम प्रयोगशाला-स्तर पर सीमित हैं," ज़िया ने समझाया। "इलेक्ट्रोलाइट पर आगे की जांच बहुत विस्तृत इलेक्ट्रोकेमिकल विंडो के साथ … अभी भी कम तापमान पर चार्ज और निर्वहन प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाना चाहिए। यहां तक ​​कि, इसमें कम विशिष्ट ऊर्जा है; यह विशेष क्षेत्र के अनुप्रयोगों में सबसे आशाजनक क्षमता प्रदान करता है। ”

अधिक शोध के साथ, खगोलविद् अपने मिशन के माध्यम से आधे रास्ते में बिजली की चिंता किए बिना खोजकर्ता ड्रोन और जांच के बेड़े लॉन्च कर सकते हैं। ओह, और अगर वे कभी बर्फ ग्रह पर ठोकर खाते हैं, तो होथ की तरह, कोई भी मुद्दा नहीं होगा। उम्मीद है कि।