Baterai Baru Dapat Memberi Kekuatan Masa Depan Eksplorasi Ruang Angkasa

Baterai lithium-ion memungkinkan hampir setiap aspek teknologi modern. Mereka memberi daya pada telepon pintar di seluruh dunia dan bahkan telah digunakan oleh NASA untuk berbagai aplikasi luar angkasa.

Namun, ada satu masalah besar: Baterai lithium berkinerja sangat buruk dalam suhu dingin. Ini berarti bahwa pada hari musim dingin dan terutama di lingkungan ruang bawah nol, sumber daya penting ini berfungsi pada sebagian kecil dari kapasitas penuh mereka.

Tetapi dua peneliti di Fudan University di Shanghai telah menciptakan baterai lithium hibrida yang tidak memiliki masalah menyediakan jus pada suhu serendah -94 derajat Fahrenheit (-70 derajat Celcius). Yong-yao Xia, salah satu penulis penelitian ini, percaya ini memegang kunci untuk menyalakan probe dan satelit di masa depan.

“Baterai memberikan potensi paling menjanjikan untuk aplikasi bidang khusus, seperti eksplorasi luar angkasa atau dekat angkasa luar. Jauh lebih dingin di sisi berlawanan dari Matahari di Stasiun Luar Angkasa Internasional, di mana suhunya bisa mencapai -157 derajat Celcius, ”kata Xia kepada Terbalik. "Namun, telah banyak dilaporkan bahwa pada -40 derajat Celcius baterai lithium-ion konvensional hanya mempertahankan sekitar 12 persen dari kapasitas suhu kamar mereka."

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Rabu di jurnal Joule, Xia dan Yonggang Wang menjelaskan tweak yang mereka buat pada desain baterai lithium-ion tradisional untuk mengatasi masalah sial ini.

Baterai terdiri dari dua elektroda - satu bermuatan positif dan lainnya bermuatan negatif - dan elektrolit cair yang membawa muatan di antara kedua elektroda.

Secara konvensional, elektrolit terdiri dari senyawa asam yang dikenal sebagai ester, yang menjadi lamban dalam kondisi yang sangat dingin. Xia dan Wang memutuskan untuk menggunakan asam yang berbeda dan mengganti kedua elektroda dengan dua senyawa organik.

Desain tim menggunakan elektrolit berbasis etil asetat, yang memiliki titik beku rendah. Ini memungkinkannya melakukan pengisian dalam kondisi beku di luar angkasa. Mereka kemudian mengganti elektroda positif dengan polytriphenylamine (PTPAn) dan yang negatif dengan 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), yang melakukan pekerjaan mereka jauh lebih efektif daripada elektroda standar di lingkungan bawah nol.

Sementara Xia dan Wang telah mengambil langkah pertama dalam memecahkan masalah yang telah membingungkan para peneliti di lapangan, desain mereka tidak cukup siap untuk eksplorasi ruang angkasa dulu. Baterai mereka tidak sepadat energi seperti baterai komersial standar, yang berarti baterai ini memiliki muatan lebih sedikit daripada yang bisa Anda dapatkan di toko.

"Pada tahap saat ini, hasil yang diperoleh terbatas pada tingkat laboratorium," jelas Xia. “Penyelidikan lebih lanjut tentang elektrolit dengan jendela elektrokimia yang luas … masih harus dilakukan untuk meningkatkan muatan dan kinerja pelepasan pada suhu rendah. Bahkan, ia memiliki energi spesifik yang rendah; ini memberikan potensi paling menjanjikan dalam aplikasi bidang khusus."

Dengan penelitian lebih lanjut, para astronom dapat meluncurkan armada pesawat penjelajah dan wahana penjelajah tanpa khawatir mereka turun setengah jalan melalui misi mereka. Oh dan jika mereka menemukan planet es, seperti Hoth, tidak akan ada masalah juga. Semoga.