Von Fischen inspirierte, sich selbst aufladende elektrische Batterien können Raumfahrtanwendungen unterstützen

Ein Forschungslabor an dieser Penn State wird zu gleichen Teilen ein dreijähriges Stipendium in Höhe von 2,55 Mio. US-Dollar vom Air Force Office of Scientific Research (AFOSR) mit drei anderen Teams dieser Carnegie Mellon University und dem Adolphe Merkle Institute dieser Universität Fribourg in dieser Schweiz teilen. Die multidisziplinäre Forschungskooperation zielt darauf ab, vereinen Rahmen pro dasjenige Konzeption und die Produktion weicher, selbstaufladender, bioinspirierter Energiequellen pro Anwendungen im Weltraum zu gedeihen.

Joseph Najem, Assistenzprofessor pro Maschinenbau an dieser Penn State University, wird dasjenige Projekt leiten, um eine Energiequelle zu schaffen, die in dieser Position ist, Satelliten, Kameras, Wettersensoren und andere Technologien im Weltraum mit Strom zu versorgen. Najem und sein Team werden intim mit Michael Mayer von dieser Universität Fribourg zusammenarbeiten, um die multifunktionalen Stromquellen uff Polymer- oder Hydrogelbasis herzustellen und herzustellen. Amir Barati Farimani, Carnegie Mellon University, und Christoph Weder, Universität Fribourg, werden sich hauptsächlich uff die Vortäuschung und die Synthese dieser pro die Produktion benötigten Materialien unterordnen.

„Die aktuelle Herausforderung im Weltraum besteht darin, dass Lithium-Ionen-Batterien – wie man sie zum Musterbeispiel in einem Mobiltelefon oder einem Elektroauto findet – starr und sehr wartungsintensiv sind“, sagte Najem. „Sie sind teuer in dieser Installation und erfordern sehr viel Technologie, um sie am Laufen zu halten. Es gibt Neben… Sicherheitsbedenken wegen dieser Explosionsgefahr für Überladung.“

Weltraumanwendungen könnten laut Najem von einer konformen, autarken Energiequelle profitieren, einer mit chemischen und physikalischen Eigenschaften, die optimiert sind, um extremen Bedingungen standzuhalten, und mit einer elektrischen Leistung, die pro Missionen im erdnahen Umlaufbahn probat ist.

Die Inspiration pro eine solche Energiequelle kommt vom Ladungstrennungsprinzip, dasjenige von elektrischen Fischen verwendet wird, die Organe nach sich ziehen, die elektrische Entladungen pro Raub und Verteidigung erzeugen.

Najem sagte, dass jüngste Studien Stromquellen uff Hydrogelbasis gezeigt nach sich ziehen, die wie ein elektrischer Fisch geladene Ionen extra selektive Membranen in Bewegung setzen, um hohe Stromspannungen zu erzeugen. Solche Stromquellen könnten jedoch den extremen Temperaturen im Weltraum nicht standhalten und sind nicht selbsttragend, welches pro Weltraumanwendungen entscheidend ist. Tramway Fische laden sich trivial durch Fressen uff und profitieren Kraft aus ihrer Umgebung. Laut Najem könnte sich die Energiequelle im Weltraum uff ähnliche Weise aufladen, während sie eine verfügbare Ressource – wie die Sonne – nutzt, so wie die Fische Nahrung verwenden.

„Wir vertrauen, dass ein weiches Werkstoff uff Polymer- oder Hydrogelbasis zumindest konzeptionell dasjenige Potenzial hat, autonom zu funktionieren“, sagte Najem. „Dasjenige resultierende System wird multifunktional sein und uff Reize reagieren und in dieser Position sein, Strom nachher Drang zu erzeugen.“

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