اخبار صنعت

ناسا به دنبال ایجاد باتری بهتر و ایمن تر با SABERS است

2021-06-16
موضوعات:
فناوری باتری ، ناسا
توسط جان گلد ، ناسا 11 آوریل 2021



طرح های جدید باتری که از مدل های امروزی ایمن تر هستند ، برای تأمین نیروی هوایی هواپیماهای برقی فردا مانند آنچه در این تصویر نشان داده شده است ، مورد نیاز است. یک پروژه تحقیقاتی ناسا به نام SABERS روش های جدیدی را برای ترکیب مواد آشنا و عجیب و غریب برای ساخت آن باتری بهتر آزمایش می کند. اعتبار: ناسا

برخورد با مسائل مربوط به باتری در تلفن ها ، رایانه های لوحی یا لپ تاپ های ما می تواند خسته کننده باشد.

اگرچه باتری ها در همه جا در زندگی روزمره وجود دارد ، اما هنوز بسیاری از آنها دچار خرابی و خرابی می شوند. ناراحتی جزئی نیاز به شارژ بیشتر آنها حتی می تواند به تعمیرات پرهزینه یا خرید یک دستگاه جدید به طور کلی تبدیل شود. باتری های لوازم الکترونیکی بزرگتر ، مانند هاوربرد یا اتومبیل ، حتی می توانند آتش بگیرند.

در حال حاضر ، با تأکید روزافزون بر پایداری حمل و نقل هوایی ، علاقه به استفاده از باتری ها برای تأمین بخشی یا کامل سیستم های محرکه برقی در هواپیماهای با هر اندازه افزایش می یابد.
بنابراین ، این س isال مطرح می شود که آیا راه بهتری برای ساختن باتری هایی وجود دارد که کاملاً ایمن بوده و از کار نمی افتند یا حتی آتش نمی گیرند؟

یک فعالیت ناسا به نام SABERS یا باتری های معماری جامد برای افزایش قابلیت شارژ و ایمنی ، در حال تحقیق در مورد چگونگی ایجاد باتری ایمن تر با استفاده از مواد جدید و روشهای ساخت جدید است.

هدف این است که یک باتری ایجاد کنیم که دارای انرژی قابل توجهی بالاتر از باتری های لیتیوم یونی است که ما در حال حاضر از آن استفاده می کنیم. این باتری همچنین با گذشت زمان ظرفیت خود را از دست نمی دهد ، آتش نمی گیرد یا مسافران را در معرض خطر قرار نمی دهد.

روکو ویجیانو ، سرپرست محقق SABERS در ناسا ، گفت: "به جای برداشتن باتری از قفسه ، ما تصمیم گرفتیم که باید از ابتدا یک باتری تولید کنیم که متناسب با نیازهای عملکرد منحصر به فرد یک هواپیمای برقی باشد." s مرکز تحقیقات گلن در کلیولند.
به نظر می رسد که باتری های حالت جامد با این هزینه مطابقت دارند.

برخلاف بسیاری از باتری های امروزی ، باتری های SABERS مایل به ایجاد مایعات در طراحی خود نیستند. یک باتری کاملاً جامد دارای بسته بندی پیچیده تری است ، خطرات ایمنی را کاهش می دهد و می تواند آسیب بیشتری را نسبت به یک باتری با مایعات داخل آن تحمل کند.

این پروژه با استفاده از ترکیب منحصر به فرد عناصر گوگرد و سلنیوم برای نگه داشتن بار الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است.

battery باتری گوگرد سلنیوم حالت جامد در لمس خنک است و آتش نمی گیرد. مشخصات باریک تری نسبت به باتری های لیتیوم یونی دارد و ذخیره انرژی بهتری دارد. ig € Viggiano گفت ، این می تواند ضرب و شتم داشته باشد و همچنان کار کند ، اغلب در شرایط کمتر از ایده آل.

یک مزیت دیگر گوگرد است که محصول جانبی پالایش نفت است. ذخایر عنصر در سراسر جهان وجود دارد که در دسترس هستند و فقط منتظر استفاده هستند. با کمی تخیل ، این محصول زباله را می توان به چیزی تبدیل کرد که به خودروهای سازگار با محیط زیست قدرت می بخشد.

تخیل یکی دیگر از جنبه های SABERS است.

این پروژه به دنبال استفاده از عناصری است که قبلاً هرگز با هم ترکیب نشده اند تا باتری را تشکیل دهند. به عنوان مثال ، یک م -لفه توسعه یافته توسط ناسا به نام "گلفن هولی" (که به دلیل حفره هایی در سطح آن برای عبور هوا از آن نامگذاری شده است) ، دارای رسانایی الکتریکی بسیار بالایی است. بسیار سبک وزن و سازگار با محیط زیست است.

"این ماده هرگز در سیستم های باتری استفاده نشده است ، و ما آن را با مواد دیگری که هرگز استفاده نشده است ترکیب می کنیم" ، ویجیانو گفت.

SABERS گام هایی را بر می دارد

باتری های حالت جامد نرخ تخلیه پایینی دارند. به عبارت دیگر ، میزان قدرت خروجی از باتری به یکباره بسیار کم است. اما محققان SABERS این میزان تخلیه را تقریباً دو برابر کرده اند ، بدین معنا که باتری های حالت جامد می توانند به احتمال زیاد لوازم الکترونیکی بزرگتر را تغذیه کنند.

ما از هدف خود فراتر رفتیم. ig € Viggiano گفت ، با توسعه بیشتر ، ما می توانیم این نرخ را حتی بیشتر بهبود دهیم. اهداف و موفقیت های پروژه مورد توجه شرکت هایی مانند Uber و چندین شرکت دیگر قرار گرفته است که علاقمند به تولید وسایل نقلیه برای محیط های هوایی پیشرفته در آینده هستند.

گام بعدی SABERS اجرای طرح باتری از طریق سرعت آن است. این شامل آزمایش نحوه عملکرد آن در شرایط عملی ، اطمینان از ایمن بودن آن و جمع آوری داده ها در مورد عملکرد آن است. در صورت موفقیت ، طرح را می توان حتی بیشتر بهینه کرد.

در همین حال ، ایمنی همچنان مورد توجه قرار می گیرد.

تحقیقات فعلی باتری عمدتا به صنعت خودرو متمرکز است ، استانداردهای ایمنی آن به طور کلی محدودتر از استانداردهای مورد نیاز برای برنامه های حمل و نقل هوایی نیست ، جایی که باتری ها با محیط های استرس زا بیشتری روبرو هستند.

SABERS می خواهد با اثبات اینکه ساخت باتری های ایمن تر از نظر فنی امکان پذیر است و از نظر اقتصادی سودآور است ، این استاندارد جدید و بالاتری را برای استفاده در حمل و نقل هوایی تعیین کند.

این باتری های حالت جامد باید چه الزاماتی را برآورده کنند؟ بر اساس تجزیه و تحلیل آنچه ممکن است برای بهره برداری از یک هواپیمای الکتریکی عملی مورد نیاز باشد ، پنج نکته ای که SABERS بر آن متمرکز شده بود عبارت بودند از ایمنی ، چگالی انرژی ، میزان تخلیه ، طراحی بسته بندی و مقیاس پذیری.

در اصل ، این باتری ها باید بیش از هر چیز ایمن باشند. آنها همچنین باید مقدار زیادی قدرت در اختیار داشته باشند و این قدرت را به طور مثر ساطع کنند. آنها همچنین باید دارای شکل باریک و جمع و جور باشند و با دقیق ترین و دقیق ترین روش ممکن توسعه داده شوند.

در نهایت ، SABERS امکان سنجی باتری های ایمن برای هواپیماهای برقی را تعیین می کند. در صورت موفقیت آمیز بودن ، این نوآوری ها می تواند به عصر جدید ذخیره انرژی در سفرهای هوایی آینده کمک کند.

SABERS بخشی از پروژه Convergent Aeronautics Solutions است که به منظور ارائه منابع مورد نیاز به محققان ناسا برای تعیین اینکه آیا ایده های آنها برای حل برخی از بزرگترین چالش های فنی هوانوردی امکان پذیر است یا شاید ارزش پیگیری های بیشتر در ناسا یا توسط آنها را دارد ، طراحی شده است. صنعت.

به عنوان فعالیتی دو ساله که از 1 اکتبر 2019 آغاز شد ، ممکن است وقفه در پیگیری های ناشی از همه گیری COVID-19 منجر به تمدید شود ، اگرچه هنوز هیچ چیزی قطعی نشده است.