Η Κίνα επιτυγχάνει σημαντική πρόοδο στις υπερμπαταρίες για UAV.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature αναφέρει ότι Κινέζοι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για τη σημαντική βελτίωση της απόδοσης των μπαταριών λιθίου-θείου.

Κινέζοι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για τη σημαντική βελτίωση της απόδοσης των μπαταριών λιθίου-θείου, μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να επιτρέψει στα μη επανδρωμένα αεροσκάφη (UAV) να πετούν πολύ πιο μακριά με μία μόνο φόρτιση.

Πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Nature ανοίγει νέους δρόμους προς πιο ανθεκτικές και ισχυρές μπαταρίες για αεροπορία χαμηλού υψομέτρου και πολλές άλλες εφαρμογές.

Επί του παρόντος, τα περισσότερα συμβατικά UAV χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες πλησιάζουν τα όρια ενεργειακής πυκνότητας. Η ενεργειακή πυκνότητα αυτών των μπαταριών - η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που αποθηκεύεται ανά μονάδα βάρους - είναι συνήθως κάτω από 300 βατώρες/κιλό, οδηγώντας σε «ανησυχίες για την εμβέλεια» που περιορίζουν τον χρόνο πτήσης.

Οι μπαταρίες λιθίου-θείου θεωρούνται μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση λόγω της θεωρητικά υψηλής ενεργειακής πυκνότητας τους, σε συνδυασμό με την αφθονία και το χαμηλό κόστος του θείου.

Ωστόσο, στην πράξη, αυτός ο τύπος μπαταρίας αντιμετωπίζει ένα σημαντικό εμπόδιο επειδή κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση, το θείο υφίσταται μια πολύπλοκη χημική διαδικασία που παράγει πολλά διαλυμένα ενδιάμεσα προϊόντα.

Αυτά τα ενδιάμεσα τείνουν να διαχέονται προς τα έξω, επιβραδύνοντας τις αντιδράσεις και σπαταλώντας ενέργεια.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Διεθνές Μεταπτυχιακό Σχολείο Tsinghua Shenzhen (Tsinghua SIGS) πρότεινε μια νέα λύση ενσωματώνοντας έναν «ενδιάμεσο πρόδρομο» στη διαδικασία ηλεκτροχημικής θείωσης.

Ο ερευνητής Chu Quang Man από αυτήν τη σχολή εξήγησε: «Σκεφτείτε το ως ένα ειδικό πρόσθετο που «παραμένει αδρανές» μέσα στην μπαταρία μέχρι να χρειαστεί. Όταν ξεκινήσει η αντίδραση θείου, αυτό το πρόσθετο «ξυπνάει» ακριβώς στο σημείο της αντίδρασης και αρχίζει να λειτουργεί».

Σύμφωνα με τον ίδιο, όταν ενεργοποιηθεί, αυτό το μόριο θα συνδεθεί με διαλυμένα ενδιάμεσα προϊόντα και θα τα εμποδίσει να παρασυρθούν. Βοηθά επίσης στη δημιουργία «ταχέων λωρίδων» για ηλεκτρικές αντιδράσεις, καθιστώντας ολόκληρη τη διαδικασία πολύ πιο ομαλή και πιο αποτελεσματική.

Η ερευνητική ομάδα επανασχεδίασε επίσης το δίκτυο αντιδράσεων σε μοριακό επίπεδο. Το νεοαναπτυγμένο μόριο μειώνει την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας κατά 75% σε σύγκριση με τα συμβατικά σχέδια.

Σε δοκιμές, ο νέος τύπος μπαταρίας απέδωσε σταθερά για 800 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης, διατηρώντας σχεδόν το 82% της χωρητικότητάς του.

Πιο συγκεκριμένα, η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε ένα πρακτικό πρωτότυπο μιας μπαταρίας τσέπης με ενεργειακή πυκνότητα 549 βατώρες/kg, σχεδόν διπλάσια από πολλές τυπικές μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για UAV. Αυτό έχει σημαντικές επιπτώσεις για τα UAV - η υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα σημαίνει μεγαλύτερους χρόνους πτήσης, μεγαλύτερα ωφέλιμα φορτία και ευρύτερο εύρος λειτουργίας.

Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι αυτή η στρατηγική μοριακού σχεδιασμού θα μπορούσε επίσης να επεκταθεί σε άλλους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών ροής, των μπαταριών λιθίου-μετάλλου, ακόμη και των διαδικασιών άμεσης ανακύκλωσης μπαταριών.

(VNA/Βιετνάμ+)

Πηγή: https://www.vietnamplus.vn/trung-quoc-dat-dot-phat-ve-sieu-pin-cho-uav-post1109908.vnp