Η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος των ΗΠΑ (NASA) ανέπτυξε μια πρωτοποριακή μπαταρία, η οποία θα μπορούσε να τροφοδοτήσει την επιστροφή της χώρας στη Σελήνη, αλλά και να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο τροφοδοτούνται τα ηλεκτρικά οχήματα στη Γη. Η νέα τεχνολογία μπορεί να λειτουργεί σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την τροφοδοσία σεληνιακών οχημάτων και εργαλείων. Παράλληλα, θα μπορούσε μελλοντικά να καταστήσει τις μπαταρίες για επίγειες εφαρμογές ασφαλέστερες, πιο ευέλικτες και αποδοτικότερες.
«Η τεχνολογία θα μπορούσε μελλοντικά να τροφοδοτεί σεληνιακά οχήματα, επιστημονικά όργανα και εξοπλισμό έκτακτης ανάγκης που χρησιμοποιούν οι αστροναύτες στο πλαίσιο του προγράμματος Artemis της NASA», αναφέρει πρόσφατο δημοσίευμα του Interesting Engineering. Ωστόσο, όπως επισημαίνει το άρθρο, «οι μπαταρίες παραμένουν μικρά εργαστηριακά πρωτότυπα και δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί στο διάστημα».
Κατά τη διάρκεια δοκιμών σε θερμικό θάλαμο κενού, στο πλαίσιο του προγράμματος SPEARS (Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space) της NASA, η νέα μπαταρία στερεάς κατάστασης, η οποία είναι ανθεκτική στην ψύξη, άντεξε με επιτυχία θερμοκρασίες έως και -170 βαθμούς Κελσίου.
Εκτός από την αντοχή της σε αυτές τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς να υποστεί ζημιά, τα πρωτότυπα αποδείχθηκε ότι μπορούσαν να λειτουργούν ακόμη και στους -80 βαθμούς Κελσίου, αν και με μειωμένη απόδοση. Τα βέλτιστα επίπεδα λειτουργίας καταγράφηκαν σε ένα εντυπωσιακό εύρος θερμοκρασιών, από -60 έως και +80 βαθμούς Κελσίου.
Τα ευρήματα αποτελούν σημαντική επιτυχία για το πρόγραμμα SPEARS, το οποίο έχει ως στόχο την ανάπτυξη μπαταριών ικανών να αντέχουν στις εξαιρετικά σκληρές συνθήκες της σεληνιακής επιφάνειας, χωρίς να απαιτείται συνεχής παροχή θερμότητας για την αποτροπή της ψύξης και της πρόκλησης ζημιών.
Στον νότιο πόλο της Σελήνης, όπου οι ΗΠΑ σχεδιάζουν να επιστρέψουν, οι θερμοκρασίες μπορούν να πέσουν έως και τους -200 βαθμούς Κελσίου.
Οι συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν μπορούν να ανταποκριθούν σε τόσο ακραίες συνθήκες. Συνήθως, οι συγκεκριμένες μπαταρίες μεταφέρουν ιόντα λιθίου από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο μέσω υγρών ηλεκτρολυτών. Αντίθετα, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αποτελούν μια πολύ πιο ελπιδοφόρα τεχνολογία για περιβάλλοντα με ακραίο ψύχος, καθώς δεν αντιμετωπίζουν τον ίδιο κίνδυνο παγώματος σε χαμηλές θερμοκρασίες ούτε παρουσιάζουν αντίστοιχα προβλήματα απόδοσης σε υψηλές θερμοκρασίες.
Επιπλέον, οι υγροί ηλεκτρολύτες που χρησιμοποιούνται στις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι εξαιρετικά εύφλεκτοι και αποτελούν ολοένα και σοβαρότερο κίνδυνο εκδήλωσης πυρκαγιών παγκοσμίως.
«Με απλά λόγια, οι στερεοί ηλεκτρολύτες προσφέρουν ένα ασφαλέστερο και σταθερότερο περιβάλλον για τη μετακίνηση των ιόντων λιθίου, επιτρέποντας ταχύτερη φόρτιση», ανέφερε το Popular Mechanics στα τέλη της περασμένης χρονιάς, σε δημοσίευμα για τις αναδυόμενες τεχνολογίες μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων (EV).
Παρότι η βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων δεν χρειάζεται μπαταρίες που να αντέχουν σε θερμοκρασίες εκατοντάδων βαθμών κάτω από το μηδέν, οι σημαντικές εξελίξεις της NASA στις τεχνολογίες μπαταριών στερεάς κατάστασης θα μπορούσαν να προσφέρουν κρίσιμη επιστημονική και τεχνολογική τεχνογνωσία στον κλάδο.
Σύμφωνα με πρόσφατο δημοσίευμα του HotHardware, τα ευρήματα του προγράμματος SPEARS «θα μπορούσαν μελλοντικά να αξιοποιηθούν σε εμπορικές εφαρμογές στη Γη».
«Η τεχνολογία στερεάς κατάστασης που αναπτύσσεται για διαστημικές εφαρμογές θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια, την αντοχή στις θερμοκρασιακές μεταβολές και την αποδοτικότητα των ηλεκτρονικών συσκευών στη Γη, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών οχημάτων, των εμπορικών drones, των κινητών τηλεφώνων και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας που λειτουργούν σε ακραίες κλιματικές συνθήκες».
Ειδικά για τα ηλεκτρικά οχήματα, αυτή η τεχνολογική εξέλιξη θα μπορούσε, θεωρητικά, να οδηγήσει σε μεγαλύτερη αυτονομία σε περιοχές με ψυχρό κλίμα ή κατά τους ιδιαίτερα κρύους χειμερινούς μήνες.
Επιπλέον, το SPEARS δεν είναι το μοναδικό πρόγραμμα που συνδέει τους διαστημικούς στόχους της NASA με τους ευρύτερους ενεργειακούς στόχους των ΗΠΑ. Η NASA έχει επίσης συνεργαστεί με το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ για την ανάπτυξη τεχνολογιών πυρηνικής ενέργειας επόμενης γενιάς, οι οποίες θα τροφοδοτήσουν μια νέα εποχή εξερεύνησης του βαθέος διαστήματος.
«Εισερχόμαστε στην “πυρηνική εποχή της NASA”, η οποία αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό μετασχηματισμό για την εξερεύνηση του διαστήματος», δήλωσε νωρίτερα αυτόν τον μήνα ο διοικητής της NASA, Jared Isaacman.
«Η πυρηνική ενέργεια θα μας επιτρέψει να φτάσουμε πιο μακριά, να λειτουργούμε για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και να διαθέτουμε διαστημικά σκάφη και επιστημονικά όργανα με περισσότερες δυνατότητες από ποτέ. Το έργο που υλοποιούμε σήμερα θέτει τα θεμέλια για τα αυριανά διαστημικά σκάφη που θα τροφοδοτούνται με ενέργεια από πυρηνική σχάση, ανοίγοντας ένα εντελώς νέο πεδίο εξερεύνησης και ανακαλύψεων».
www.worldenergynews.gr
