Balita sa industriya

Naghahangad ang NASA na Lumikha ng isang Mas Mahusay, Mas Ligtas na Baterya Sa Mga SABERS

2021-06-16
PAKSA:
Teknolohiya ng Baterya, NASA
Ni JOHN GOULD, NASA APRIL 11, 2021



Ang mga bagong disenyo ng baterya na mas ligtas kaysa sa mga modelo ngayon ay kakailanganin upang paandarin ang sasakyang panghimpapawid na itinutulak sa kuryente bukas tulad ng ipinakita sa ilustrasyong ito. Ang isang proyekto sa pagsasaliksik ng NASA na tinatawag na SABERS ay sumusubok ng mga bagong paraan upang pagsamahin ang parehong pamilyar at kakaibang mga materyales upang mabuo ang mas mahusay na baterya. Kredito: NASA

Ang pagharap sa mga isyu sa baterya sa aming mga telepono, tablet, o laptop ay maaaring maging nakakabigo.

Bagaman ang mga baterya ay nasa kahit saan sa pang-araw-araw na buhay, marami pa rin ang nagdurusa at nabigo. Ang menor de edad na abala ng kinakailangang singilin ang mga ito nang mas madalas ay maaaring maging magastos na pag-aayos o pagbili ng isang bagong aparato nang sama-sama. Ang mga baterya sa mas malalaking electronics, tulad ng mga hoverboard o kotse, ay maaaring masunog pa.

Ngayon, na may pagtaas ng diin sa pagpapanatili ng aviation, ang interes sa paggamit ng mga baterya sa bahagyang o ganap na kapangyarihan ng mga electric propulsyon system sa sasakyang panghimpapawid ng lahat ng laki ay lumalaki bawat araw.
Kaya, ang tanong ay maaaring may isang mas mahusay na paraan upang bumuo ng mga baterya na ganap na ligtas at hindi mabibigo o kahit masunog?

Ang isang aktibidad na NASA na tinatawag na SABERS, o âSolid-state Architecture Batteries para sa Pinahusay na Rechargeability at Kaligtasan ,â ay nagsasaliksik kung paano lumikha ng isang mas ligtas na baterya sa pamamagitan ng paggamit ng mga bagong materyales at mga pamamaraan sa pagbuo ng nobela.

Ang layunin ay upang lumikha ng isang baterya na may makabuluhang mas mataas na enerhiya kaysa sa mga baterya ng lithium-ion na kasalukuyang ginagamit namin. Ang baterya na ito ay hindi rin mawawala ang kapasidad sa paglipas ng panahon, masunog, o mapanganib ang mga pasahero kung may mali.

"Sa halip na kumuha ng isang baterya mula sa istante, tinukoy namin na kailangan naming bumuo ng isang baterya mula sa simula na maiakma sa natatanging mga kinakailangan sa pagganap ng isang sasakyang panghimpapawid sa kuryente," sabi ni Rocco Viggiano, pinuno ng mananaliksik ng SABERS sa NASA. s Glenn Research Center sa Cleveland.
Lumiliko, ang mga baterya ng solidong estado ay umaangkop sa singil.

Taliwas sa maraming mga baterya ngayon, ang mga baterya na nais ng mga SABERS na lumikha ay walang anumang likido sa kanilang disenyo. Ang isang ganap na solidong baterya ay may mas kumplikadong packaging, nagpapababa ng mga panganib sa kaligtasan, at makatiis ng higit na pinsala kaysa sa isang baterya na may mga likido sa loob nito.

Sinuri ng proyekto ang paggamit ng isang natatanging kumbinasyon ng mga elemento ng asupre at siliniyum upang mahawak ang singil sa kuryente.

â € œ Ang solid-state sulfur-selenium na baterya ay cool sa pagpindot at hindi masusunog. Mayroon itong isang mas payat na profile kaysa sa mga baterya ng lithium-ion at may mas mahusay na pag-iimbak ng enerhiya. Maaari itong tumagal ng pagkatalo at magpatakbo pa rin, madalas sa mas mababa sa perpektong mga kondisyon, â € sinabi ni Viggiano.

Ang isang karagdagang benepisyo ay ang asupre na isang byproduct ng pagpino ng langis. Mayroong mga stockpile ng elemento sa buong mundo na naa-access at naghihintay lamang na magamit. Sa ilang imahinasyon, ang produktong basurang ito ay maaaring gawing isang bagay na nagpapagana sa mga sasakyan na palakaibigan sa kapaligiran.

Ang imahinasyon ay isa pang aspeto ng SABERS.

Hangad ng proyekto na gumamit ng mga elemento na hindi pa pinagsama dati upang makabuo ng isang baterya. Halimbawa, ang isang sangkap na binuo ng NASA na tinatawag na âholey grapheneâ (pinangalanan para sa mga butas sa ibabaw nito upang payagan ang hangin na dumaan), ay may napakataas na antas ng kondaktibiti sa kuryente. Ito ay ultra-magaan at magiliw sa kapaligiran.

"Ang materyal na ito ay hindi kailanman ginamit sa mga system ng baterya, at pinagsasama namin ito sa iba pang mga materyal na hindi pa nagamit," sabi ni Viggiano.

Gumagawa ng Mga Pag-unlad ang mga SABERS

Ang mga baterya ng solidong estado ay kilala na mayroong mababang rate ng paglabas. Sa madaling salita, ang dami ng lakas na dumadaloy mula sa baterya nang sabay-sabay ay masyadong mababa. Ngunit halos dinoble ng mga mananaliksik ng SABERS ang rate ng paglabas na ito, nangangahulugang ang mga baterya na solidong estado ay maaaring magagawa ng mas malalakas na electronics.

â € œPinasa namin ang aming layunin. Sa karagdagang pag-unlad, maaari nating pagbutihin ang rate na iyon nang higit pa, â € Viggiano said. Ang mga layunin at tagumpay ng proyekto ay nakakuha ng pansin ng mga kumpanya tulad ng Uber at maraming iba pang mga kumpanya na interesado sa pagmamanupaktura ng mga sasakyan para sa hinaharap na mga kapaligiran sa Advanced Air Mobility.

Ang susunod na hakbang para sa SABERS ay upang patakbuhin ang disenyo ng baterya sa pamamagitan ng mga bilis nito. Isasama rito ang pagsubok kung paano ito gumagana sa mga praktikal na sitwasyon, tinitiyak na ligtas ito, at pagkolekta ng data sa pagganap nito. Kung matagumpay, ang disenyo ay maaaring ma-optimize nang higit pa.

Samantala, ang kaligtasan ay nananatiling numero unong pagsasaalang-alang.

Ang kasalukuyang pananaliksik sa baterya ay higit na nakatuon sa industriya ng sasakyan, na ang mga pamantayan sa kaligtasan sa pangkalahatan ay hindi gaanong mahigpit kaysa sa mga kinakailangan para sa mga aplikasyon ng paglipad kung saan nakatagpo ang mga baterya ng mas nakababahalang mga kapaligiran.

Nais ng tulungan ng SABERS na itakda ang bago, mas mataas na pamantayan para magamit sa pagpapalipad sa pamamagitan ng pagpapatunay na ang paggawa ng mas ligtas na mga baterya ay kapwa magagawa at kapaki-pakinabang sa ekonomiya.

Anong mga kinakailangan ang dapat matugunan ng mga bateryang solid-state? Batay sa isang pagtatasa kung ano ang maaaring kailanganin upang mapatakbo ang isang praktikal na sasakyang panghimpapawid sa kuryente, ang limang pagsasaalang-alang na nakatuon sa SABERS ay ang kaligtasan, kakapalan ng enerhiya, rate ng paglabas, disenyo ng pakete, at kakayahang sumukat.

Mahalaga, ang mga baterya na ito ay kailangang ligtas na higit sa lahat. Kailangan din nilang humawak ng isang napakalaking halaga ng lakas at maipamalas nang mahusay ang kuryente. Dapat din silang magkaroon ng isang payat at siksik na hugis at binuo ng pinakamadetalyado at masusing diskarte na posible.

Sa huli, tinutukoy ng SABERS ang pagiging posible ng ligtas na mga baterya para sa mga eroplanong electrically-propelled. Kung matagumpay, ang mga makabagong ito ay maaaring makatulong na paganahin ang isang bagong panahon ng pag-iimbak ng kuryente para sa hinaharap na paglalakbay sa hangin.

Ang SABERS ay bahagi ng proyekto ng Convergent Aeronautics Solutions, na idinisenyo upang bigyan ang mga mananaliksik ng NASA ng mga mapagkukunang kailangan nila upang matukoy kung ang kanilang mga ideya upang malutas ang ilan sa pinakamalalaking hamon sa teknikal na abyasyon ay magagawa, at marahil ay karapat-dapat sa karagdagang paghabol sa loob ng NASA o ng industriya.

Napili upang maging isang dalawang taong aktibidad na nagsimula noong Oktubre 1, 2019, ang mga pagkagambala sa pagtugis na hinimok ng COVID-19 pandemya ay maaaring humantong sa isang extension, bagaman wala pang napagpasyahan.