porøs, ultralav-temperatur superkondensatorer kunne drive Mars, polar missioner

NASA's Perseverance Rover foretog for nylig en vellykket landing på Mars, påbegynder en to-årig mission for at søge tegn på gammelt liv og indsamle prøver. Fordi Mars er ekstremt kold - nattemperaturer kan falde til under -112 F - kræves der varmelegemer for at holde roverens batterisystem fra at fryse. Nu, forskere, der rapporterer i ACS' Nano bogstaver har 3D-printede porøse carbonaerogeler til elektroder i superkondensatorer med ultralav temperatur, reduktion af varmebehov til fremtidige rum- og polarmissioner.

Jennifer Lu, Yat Li og kolleger ønskede at udvikle et energilagringssystem, der kunne fungere ved meget lave temperaturer uden varmeenheder, som tilføjer vægt- og energikrav til instrumenter og maskiner, såsom Mars rovere. Så forskerne 3D printede en porøs carbon aerogel ved hjælp af cellulose nanokrystal-baseret blæk, og derefter frysetørret det og yderligere behandlet overfladen.

Det resulterende materiale havde flere niveauer af porer, fra de 500 μm porer i den gitterlignende struktur, til nanometerstore porer inden for gitterets stænger. Dette multiskala porøse netværk bevarede tilstrækkelig iondiffusion og ladningsoverførsel gennem en elektrode ved -94 F, at opnå højere energilagringskapacitans end tidligere rapporterede lavtemperatursuperkondensatorer.

Holdet vil samarbejde med NASA-forskere for yderligere at karakterisere enhedens ydeevne ved lav temperatur.