太空用新型電池問世充電更快、更輕便

科技日報北京9月1日電 （記者劉霞）據物理學家組織網8月31日報道，美國科學家研製出了一種更輕便、充電速度更快的電池，可為宇航服甚至火星探測器供電，也可裝配於衞星上。研究由美國國家航空航天局（NASA）資助，相關論文發表於近期出版的美國化學會期刊《應用材料與界面》。

研究人員之一、克萊姆森大學科學家拉瑪克里斯納·波迪拉表示：“大多數衞星主要從太陽獲取能量，但衞星也必須做到處於地球陰影下時仍能存儲能量，因此衞星上配備的電池要儘可能輕，衞星越重，任務成本越高。”

波迪拉團隊用硅材料研製出了最新電池。硅可以包裹更多電荷，這意味着更多能量可以存儲在較輕的電池中。儘管科學家一直以來都非常重視硅的儲電能力，但硅在放電時會分解成較小碎片。鑑於此，波迪拉等人使用微小的硅“納米”顆粒來替代，這些顆粒可提高穩定性並提供更長的循環壽命。

研究人員先用名為“巴克紙”（Buckypaper）的碳納米管材料製成一層一層的結構，然後將硅納米顆粒夾在中間——就像“三明治”一樣製造出了新型電池。

波迪拉説，採用這種內部結構，即使硅顆粒破裂，它們也“仍在三明治中”。

研究人員表示：“獨立的碳納米管片使硅納米粒子彼此之間通過電相互連接。這些納米管形成了準三維結構，即使經過500次循環，硅納米粒子也能簇擁在一起，並減輕了由於納米粒子破裂而產生的電阻。”

使用硅和其他納米材料製成的電池不僅可以提高容量，還可以更高的電流為電池充電，從而縮短充電時間。由於新電池使用納米管作為緩衝機制，因此，充電速度比當前快4倍。此外，新電池“體重”輕，充電速度更快，效率大大提高，這對身着由電池供電宇航服的宇航員們來説也更有利。