ఇండస్ట్రీ వార్తలు

NASA సాబర్స్‌తో మెరుగైన, సురక్షితమైన బ్యాటరీని రూపొందించాలని కోరుతోంది

2021-06-16
అంశాలు:
బ్యాటరీ టెక్నాలజీ, NASA
జాన్ గౌల్డ్ ద్వారా, నాసా ఏప్రిల్ 11, 2021



ఈ దృష్టాంతంలో చూపిన విధంగా రేపటి ఎలక్ట్రిక్-ప్రొపెల్డ్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్‌కు శక్తిని అందించడానికి నేటి మోడల్‌ల కంటే సురక్షితమైన కొత్త బ్యాటరీ డిజైన్‌లు అవసరం. SABERS అని పిలువబడే NASA పరిశోధన ప్రాజెక్ట్ మెరుగైన బ్యాటరీని నిర్మించడానికి సుపరిచితమైన మరియు అన్యదేశ పదార్థాలను కలపడానికి కొత్త మార్గాలను పరీక్షిస్తోంది. క్రెడిట్: NASA

మా ఫోన్‌లు, టాబ్లెట్‌లు లేదా ల్యాప్‌టాప్‌లలో బ్యాటరీ సమస్యలతో వ్యవహరించడం విసుగు తెప్పిస్తుంది.

రోజువారీ జీవితంలో బ్యాటరీలు ప్రతిచోటా ఉన్నప్పటికీ, చాలా మంది ఇప్పటికీ విచ్ఛిన్నాలు మరియు వైఫల్యాలను ఎదుర్కొంటున్నారు. వాటిని తరచుగా ఛార్జ్ చేయడం వల్ల కలిగే చిన్న అసౌకర్యం ఖరీదైన మరమ్మతులు లేదా పూర్తిగా కొత్త పరికరాన్ని కొనుగోలు చేయడం కూడా కావచ్చు. హోవర్‌బోర్డ్‌లు లేదా కార్ల వంటి పెద్ద ఎలక్ట్రానిక్స్‌లోని బ్యాటరీలు కూడా మంటలను అంటుకోగలవు.

ఇప్పుడు, ఏవియేషన్ సస్టైనబిలిటీపై పెరుగుతున్న ప్రాధాన్యతతో, అన్ని పరిమాణాల ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్‌లలో ఎలక్ట్రిక్ ప్రొపల్షన్ సిస్టమ్‌లను పాక్షికంగా లేదా పూర్తిగా పవర్ చేయడానికి బ్యాటరీలను ఉపయోగించడం పట్ల ఆసక్తి ప్రతిరోజూ పెరుగుతోంది.
కాబట్టి, పూర్తిగా సురక్షితమైన మరియు విఫలం కాని లేదా మంటలు చెలరేగకుండా ఉండే బ్యాటరీలను నిర్మించడానికి మెరుగైన మార్గం ఉందా అనేది ప్రశ్న.

SABERS లేదా “సాలిడ్-స్టేట్ ఆర్కిటెక్చర్ బ్యాటరీస్ ఫర్ ఎన్‌హాన్స్‌డ్ రీచార్జిబిలిటీ అండ్ సేఫ్టీ' అని పిలవబడే NASA కార్యాచరణ, సరికొత్త మెటీరియల్‌లు మరియు నవల నిర్మాణ పద్ధతులను ఉపయోగించడం ద్వారా సురక్షితమైన బ్యాటరీని ఎలా సృష్టించాలో పరిశోధిస్తోంది.

మేము ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉండే బ్యాటరీని సృష్టించడం లక్ష్యం. ఈ బ్యాటరీ కూడా కాలక్రమేణా సామర్థ్యాన్ని కోల్పోదు, మంటలు అంటుకోదు లేదా ఏదైనా తప్పు జరిగితే ప్రయాణీకులకు ప్రమాదం కలిగించదు.

"బ్యాటరీని షెల్ఫ్ నుండి తీయడానికి బదులుగా, ఎలక్ట్రిక్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ యొక్క ప్రత్యేకమైన పనితీరు అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండే బ్యాటరీని మొదటి నుండి అభివృద్ధి చేయాలని మేము నిర్ణయించాము," అని NASAలోని ప్రధాన SABERS పరిశోధకుడు Rocco Viggiano అన్నారు. క్లీవ్‌ల్యాండ్‌లోని గ్లెన్ రీసెర్చ్ సెంటర్.
సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు బిల్లుకు సరిపోతాయి.

నేడు అనేక బ్యాటరీలకు విరుద్ధంగా, SABERS బ్యాటరీలను సృష్టించాలని కోరుకుంటుంది, వాటి రూపకల్పనలో ఎటువంటి ద్రవం లేదు. పూర్తి ఘన బ్యాటరీ తక్కువ సంక్లిష్టమైన ప్యాకేజింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, భద్రతా ప్రమాదాలను తగ్గిస్తుంది మరియు దాని లోపల ద్రవాలు ఉన్న బ్యాటరీ కంటే ఎక్కువ నష్టాన్ని తట్టుకోగలదు.

ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్‌ని ఉంచడానికి సల్ఫర్ మరియు సెలీనియం మూలకాల యొక్క ప్రత్యేక కలయికను ఉపయోగించి ప్రాజెక్ట్ పరిశీలించబడింది.

"సాలిడ్-స్టేట్ సల్ఫర్-సెలీనియం బ్యాటరీ స్పర్శకు చల్లగా ఉంటుంది మరియు మంటలను పట్టుకోదు. ఇది లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే సన్నని ప్రొఫైల్‌ను కలిగి ఉంది మరియు మెరుగైన శక్తి నిల్వను కలిగి ఉంది. ఇది ఒక బీటింగ్ పడుతుంది మరియు ఇప్పటికీ పని చేయవచ్చు, తరచుగా ఆదర్శ పరిస్థితుల్లో కంటే తక్కువ," Viggiano చెప్పారు.

చమురు శుద్ధి యొక్క ఉప ఉత్పత్తిగా సల్ఫర్ ఒక అదనపు ప్రయోజనం. ప్రపంచవ్యాప్తంగా మూలకం యొక్క నిల్వలు అందుబాటులో ఉన్నాయి మరియు అవి వినియోగానికి వేచి ఉన్నాయి. కొంత ఊహతో, ఈ వ్యర్థ ఉత్పత్తిని పర్యావరణ అనుకూల వాహనాలకు శక్తినిచ్చేదిగా మార్చవచ్చు.

ఊహ అనేది SABERS యొక్క మరొక అంశం.

ప్రాజెక్ట్ బ్యాటరీని రూపొందించడానికి మునుపెన్నడూ కలపని ఎలిమెంట్‌లను ఉపయోగించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. ఉదాహరణకు, NASA-అభివృద్ధి చేసిన “holey graphene†(గాలి గుండా వెళ్ళడానికి దాని ఉపరితలంలోని రంధ్రాలకు పేరు పెట్టారు) అనే భాగం చాలా అధిక స్థాయి విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది అతి తేలికైనది మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైనది.

"ఈ మెటీరియల్ బ్యాటరీ సిస్టమ్‌లలో ఎప్పుడూ ఉపయోగించబడలేదు మరియు మేము దీనిని ఎన్నడూ ఉపయోగించని ఇతర పదార్థాలతో కలుపుతున్నాము" అని విగ్గియానో ​​చెప్పారు.

SABERS మేక్స్ స్ట్రైడ్స్

సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు తక్కువ ఉత్సర్గ రేటును కలిగి ఉంటాయి. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బ్యాటరీ నుండి ఒకేసారి ప్రవహించే శక్తి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. కానీ SABERS పరిశోధకులు ఈ ఉత్సర్గ రేటును దాదాపు రెట్టింపు చేసారు, అంటే ఘన-స్థితి బ్యాటరీలు పెద్ద ఎలక్ట్రానిక్‌లకు శక్తినివ్వగలవు.

"మేము మా లక్ష్యాన్ని అధిగమించాము. మరింత అభివృద్ధితో, మేము ఆ రేటును మరింత మెరుగుపరచగలము," విగ్గియానో ​​చెప్పారు. ప్రాజెక్ట్ యొక్క లక్ష్యాలు మరియు విజయాలు Uber వంటి కంపెనీల దృష్టిని ఆకర్షించాయి మరియు భవిష్యత్తులో అడ్వాన్స్‌డ్ ఎయిర్ మొబిలిటీ ఎన్విరాన్‌మెంట్‌ల కోసం వాహనాలను తయారు చేయడానికి ఆసక్తి ఉన్న అనేక ఇతర కంపెనీల దృష్టిని ఆకర్షించాయి.

SABERS యొక్క తదుపరి దశ బ్యాటరీ డిజైన్‌ను దాని పేస్‌ల ద్వారా అమలు చేయడం. ఆచరణాత్మక పరిస్థితుల్లో ఇది ఎలా పని చేస్తుందో పరీక్షించడం, ఇది సురక్షితమైనదని నిర్ధారించుకోవడం మరియు దాని పనితీరుపై డేటాను సేకరించడం వంటివి ఇందులో ఉంటాయి. విజయవంతమైతే, డిజైన్ మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయబడుతుంది.

ఇంతలో, భద్రత అనేది మొదటి స్థానంలో ఉంది.

ప్రస్తుత బ్యాటరీ పరిశోధన ఎక్కువగా ఆటో పరిశ్రమ వైపు దృష్టి సారించింది, దీని భద్రతా ప్రమాణాలు సాధారణంగా బ్యాటరీలు ఎక్కువ ఒత్తిడితో కూడిన వాతావరణాన్ని ఎదుర్కొనే విమానయాన అనువర్తనాలకు అవసరమైన వాటి కంటే తక్కువ పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి.

సురక్షితమైన బ్యాటరీలను తయారు చేయడం సాంకేతికంగా సాధ్యమయ్యేది మరియు ఆర్థికంగా లాభదాయకం అని నిరూపించడం ద్వారా విమానయానంలో ఉపయోగం కోసం కొత్త, ఉన్నత ప్రమాణాలను సెట్ చేయడంలో సహాయం చేయాలనుకుంటున్నారు SABERS.

ఈ సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలు ఏ అవసరాలను తీర్చాలి? ప్రాక్టికల్ ఎలక్ట్రిక్ ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్‌ను ఆపరేట్ చేయడానికి ఏమి అవసరమో విశ్లేషణ ఆధారంగా, భద్రత, శక్తి సాంద్రత, ఉత్సర్గ రేటు, ప్యాకేజీ రూపకల్పన మరియు స్కేలబిలిటీపై SABERS దృష్టి సారించింది.

ముఖ్యంగా, ఈ బ్యాటరీలు అన్నిటికంటే సురక్షితంగా ఉండాలి. వారు కూడా అపారమైన శక్తిని కలిగి ఉండాలి మరియు ఆ శక్తిని సమర్ధవంతంగా విడుదల చేయాలి. వారు కూడా స్లిమ్ మరియు కాంపాక్ట్ ఆకారాన్ని కలిగి ఉండాలి మరియు సాధ్యమయ్యే అత్యంత వివరణాత్మక మరియు క్షుణ్ణమైన విధానంతో అభివృద్ధి చేయాలి.

అంతిమంగా, SABERS విద్యుత్-చోదక విమానాల కోసం సురక్షితమైన బ్యాటరీల సాధ్యాసాధ్యాలను నిర్ణయిస్తోంది. విజయవంతమైతే, ఈ ఆవిష్కరణలు భవిష్యత్తులో విమాన ప్రయాణానికి కొత్త శక్తి నిల్వను ప్రారంభించడంలో సహాయపడతాయి.

SABERS అనేది కన్వర్జెంట్ ఏరోనాటిక్స్ సొల్యూషన్స్ ప్రాజెక్ట్‌లో భాగం, ఇది NASA పరిశోధకులకు ఏవియేషన్ యొక్క అతిపెద్ద సాంకేతిక సవాళ్లను పరిష్కరించడానికి వారి ఆలోచనలు సాధ్యమేనా మరియు బహుశా NASA లేదా దాని ద్వారా అదనపు అన్వేషణకు అర్హమైనవా అని నిర్ధారించడానికి అవసరమైన వనరులను అందించడానికి రూపొందించబడింది. పరిశ్రమ.

అక్టోబర్ 1, 2019న ప్రారంభమైన రెండేళ్ల కార్యకలాపంగా ఎంపిక చేయబడింది, కోవిడ్-19 మహమ్మారి ప్రాంప్ట్ చేసిన అన్వేషణలో అంతరాయాలు పొడిగింపుకు దారితీయవచ్చు, అయినప్పటికీ ఇంకా ఏమీ నిర్ణయించబడలేదు.