Китайские тайконавты провели эксперимент с литий-ионными батареями на орбите

Экипаж китайской космической станции «Тяньгун» завершил эксперимент по изучению влияния микрогравитации на внутренние процессы литий-ионных аккумуляторов. Об этом сообщил Даляньский институт химической физики Китайской академии наук.

Институт объявил в среду, что операции на орбите были выполнены совместно экипажем корабля «Шэньчжоу-XXI». Специалист по полезной нагрузке Чжан Хунчжан использовал свой профессиональный опыт для руководства техническим выполнением эксперимента.

Цель проекта — проанализировать механизмы, с помощью которых микрогравитация влияет на ключевые процессы внутри литий-ионных батарей. Как заявили в институте, исследование призвано предоставить «надёжные научные доказательства» для повышения эффективности энергосистем, используемых на космических аппаратах.

Эксперимент поможет преодолеть узкое место в понимании эффектов связанных гравитационного и электрического полей и станет основой для оптимизации нынешних орбитальных систем и проектирования аккумуляторов нового поколения с повышенной энергоёмкостью и безопасностью.

Литий-ионные аккумуляторы являются критически важным источником питания для современных космических миссий благодаря высокой плотности энергии, длительному жизненному циклу и безопасности. В последнее время исследования всё больше фокусируются на микроскопических механизмах, в частности, на том, как распределение химических веществ в электролите влияет на мощность и срок службы батареи.

В наземных экспериментах гравитационное поле постоянно переплетается с электрическим, что затрудняет для исследователей изолирование конкретного влияния гравитации на внутренние процессы батареи. Микрогравитационная среда космоса позволяет учёным более «чисто» изучать такие процессы, как транспорт, внедрение и извлечение ионов.

Однако микрогравитация также создаёт проблемы. В институте отметили, что поведение жидкости внутри батарей может значительно отличаться от земного, что приводит к потенциальному ухудшению производительности и повышению рисков для безопасности.

Во время миссии Чжан провёл оптические наблюдения in situ и зафиксировал изображения полного процесса роста литиевых дендритов — микроскопических игольчатых структур, которые могут вызвать короткое замыкание в батареях. В его задачи входил мониторинг эксперимента в реальном времени и запись ключевых научных явлений.