Temperatury panujące na Księżycu - od ekstremalnych mrozów w nocy, po upały w dzień - są zabójcze dla typowych akumulatorów , jakie na co dzień stosowane są na Ziemi. Amerykańska agencja kosmiczna NASA uruchomiła projekt SPHERE, w ramach którego opracowuje nową generację akumulatorów.
Akumulatory nie lubią mroźnych temperatur. Przekonał się o tym niejeden kierowca, gdy natrafił na problem z uruchomieniem samochodu w trakcie dużego mrozu, albo użytkownik smartfona, którego bateria szybko się rozładowała w takich warunkach pogodowych.
Na Księżycu jest jeszcze zimniej niż w najmroźniejszych miejscach na Ziemi. W okolicach południowego bieguna Księżyca w nocy temperatura może spadać do minus 200 stopni Celsjusza. Jeśli ma tam powstać baza dla astronautów, potrzebne są więc lepsze akumulatory.
Zespół naukowców i inżynierów z NASA pracuje nad tym problemem. Projekt nazwano Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space (SPEARS). Jego celem jest dostarczenie krytycznego narzędzia dla stałej obecności ludzi na Księżycu: akumulatorów.
Donald Dornbusch, kierownik projektu SPEARS, wskazuje, że akumulatory stały się ważną częścią naszego codziennego życia na Ziemi, pozwalając na użytkowanie laptopów, telefonów komórkowych, samochodów i innych narzędzi. Będą potrzebne też na Księżycu – podkreśla inżynier.
Tradycyjne akumulatory litowo-jonowe, takie jak w smartfonach i laptopach, mają krytyczną słabość: polegają na ciekłych elektrolitach. Jeśli schłodzimy taki zwykły akumulator do nocnych temperatur księżycowych, ta ciecz zamarznie. Jeśli rozgrzejemy go zbyt mocno, na przykład do 100 stopni Celsjusza dziennej temperatury na Księżycu, też przestanie działać. Jeśli wystawimy ciecz na działanie próżni - wyparuje.
W ramach projektu SPEARS ciekłe elektrolity zastępuje się materiałem stałym na bazie ceramiki lub polimerów. Dzięki temu akumulatory mogą działać w ekstremalnym zimnie i upale.
Podczas niedawnych testów w NASA Langley Research Center w Hampton w Virginia (USA), niewielkie prototypowe baterie działały poprawnie w temperaturach do 80 stopnic Celsjusza i do minus 60 stopni Celsjusza, a ze zredukowaną wydajnością nawet w temperaturach do minus 80 stopni Celsjusza.
Co więcej, akumulatory SPHERE nie muszą pracować cały czas. Po ekspozycji na ekstremalne zimno są one podgrzewane do temperatury roboczej przez niewielkie grzałki, gdy potrzebne jest ich działanie.
Zastosowanie omawianych akumulatorów dotyczyłoby na przykład narzędzi takich jak wiertła w zacienionych kraterach, łaziki, zestawy ratunkowe dla astronautów, zasilanie dla eksperymentów naukowych wymagających bardzo długiego czasu.
Technologia SPHERE jest opracowywana z myślą o zastosowaniach w kosmosie, ale w przyszłości może trafić do urządzeń naziemnych, być może nawet do smartfonów – uważa Ji Su, specjalista od polimerów w NASA, uczestniczący w projekcie. (PAP)
cza/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
