Phát triển pin silicon cho tàu vũ trụ

Pin silicon có cấu trúc nano silicon được kẹp giữa nano carbon, giúp tăng dung lượng lưu trữ gấp 10 lần, duy trì liên kết sau 500 chu kỳ hoạt động.

Nhóm nghiên cứu Đại học Clemson (Mỹ) đã phát triển một loại pin mới từ vật liệu silicon, với ưu điểm sạc nhanh, nhẹ, cung cấp năng lượng cho quá trình du hành vụ trụ, vệ tinh và tàu thăm dò sao Hỏa.

Nhà khoa học Ramakrishna Podila, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, đa số các vệ tinh chủ yếu lấy năng lượng từ mặt trời để vận hành, tuy nhiên vệ tinh cũng phải có pin tích trữ năng lượng khi hoạt động trong các vùng tối của Trái đất. Việc hướng tới một loại pin cho thiết bị trong vũ trụ có khối lượng nhẹ, thời gian vận hành dài sẽ giảm thiểu chi phí cho sứ mệnh đi vào không gian.

Phát triển pin silicon cho tàu vũ trụ
Shailendra Chiluwal, Trưởng nhóm nghiên cứu đang chế tạo pin silicon trong phòng thí nghiệm. (Ảnh: Clemson University).

Loading...

Silicon có thể tích trữ điện mạnh, việc sử dụng vật liệu silicon cho cực dương thay vì than và chì, giúp tăng dung lượng lưu trữ gấp 10 lần. Tuy nhiên, trong quá trình phóng điện, silicon có xu hướng giãn nở, co lại và vỡ thành những mảnh nhỏ, gây ảnh hưởng tới cực dương và dễ hỏng pin.

Vì vậy, để tăng độ bền của pin silicon, nhóm nghiên cứu cải tiến vật liệu thành các hạt nano silicon với kích thước khoảng 30 micromet. Sau đó, các sợi silicon được kẹp giữa lớp nano carbon mỏng hơn 50.000 lần so với tóc người. "Những lớp nano này tạo thành cấu trúc 3D, duy trì liên kết giữa các hạt nano silicon sau 500 chu kỳ hoạt động, từ đó tăng tuổi thọ của pin", Shailendra Chiluwal, trưởng nhóm nghiên cứu nói và cho biết, với cấu trúc này, pin siicon vẫn có thể duy trì chức năng ngay cả khi xả pin, các hạt silicon nano bị vỡ ra.

Việc sử dụng nano carbon để tạo ra một cơ chế đệm, cho phép pin tăng khả năng sạc với tốc độ gấp bốn lần tốc độ pin thông thường. Các nhà nghiên cứu cho biết, ngoài sử dụng trong các loại xe điện, ô tô điện, pin silicon ứng dụng trong hệ thống năng lượng của các bộ du hành vũ trụ và tàu thám hiểm sao Hỏa.

Nhóm đang làm việc với các đối tác trong ngành nhằm đưa công nghệ này vào thực tiễn. Nghiên cứu đã đăng trên tạp chí Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Tàu vũ trụ NASA phát hiện tiểu hành tinh phun đá

Tàu vũ trụ NASA phát hiện tiểu hành tinh phun đá

Tàu OSIRIS-Rex bay sát tiểu hành tinh Bennu nhưng không gặp nguy hiểm do các mảnh đá bắn lên rất nhỏ và xác suất va chạm thấp.

Đăng ngày: 10/09/2020
Mô phỏng chưa từng có về vật chất tối

Mô phỏng chưa từng có về vật chất tối

Các nhà nghiên cứu tới từ Trung tâm Vật lý thiên văn Havard – Smithsonian tạo ra mô phỏng chưa từng có về cấu trúc bên trong của vật chất tối.

Đăng ngày: 09/09/2020
Ở lâu trong vũ trụ, não của các phi hành gia thay đổi ra sao?

Ở lâu trong vũ trụ, não của các phi hành gia thay đổi ra sao?

Mất 7 tháng để chỉ số não của các nhà khoa học trở lại bình thường sau khi trở về Trái đất từ Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS.

Đăng ngày: 09/09/2020
Thiên thạch rộng hơn 2 sân bóng sắp bay qua Trái đất

Thiên thạch rộng hơn 2 sân bóng sắp bay qua Trái đất

Thiên thạch 2020 QL2 có đường kính 120m sẽ sượt qua hành tinh hôm 14/9 ở khoảng cách an toàn, theo Trung tâm Vật thể bay gần Trái Đất của NASA.

Đăng ngày: 09/09/2020
Bí ẩn gì sẽ xảy đến nếu chúng ta khoan một hố sâu 3000km xuyên qua tâm của Mặt trăng?

Bí ẩn gì sẽ xảy đến nếu chúng ta khoan một hố sâu 3000km xuyên qua tâm của Mặt trăng?

Bên dưới lớp bề mặt của Mặt Trăng, nhiều khả năng có rất nhiều bí ẩn mà chúng ta chưa thể khám phá.

Đăng ngày: 09/09/2020
Suốt 30 năm nay, khoa học vẫn đang đi tìm lời giải cho hiện tượng tăng tốc kỳ lạ của tàu thăm dò không gian

Suốt 30 năm nay, khoa học vẫn đang đi tìm lời giải cho hiện tượng tăng tốc kỳ lạ của tàu thăm dò không gian

Vật chất tối, đại lượng vật lý chưa biết hay thứ gì khác đã gây nên những sai số này?

Đăng ngày: 08/09/2020
Tàu NASA sẵn sàng bay đến Mặt trăng vào năm sau

Tàu NASA sẵn sàng bay đến Mặt trăng vào năm sau

Tàu vũ trụ Orion vượt qua các bài đánh giá quan trọng, đảm bảo đạt chuẩn cho chuyến bay thử nghiệm không chở người vòng quanh Mặt Trăng.

Đăng ngày: 08/09/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News