|
Распечатайте батареи на 3D-принтере на Луне или Марсе
|
|
|
|
Когда астронавты Artemis и будущие исследователи отправятся на Луну и Марс, им понадобится электричество. Конечно, они будут использовать солнечные батареи для выработки энергии, необходимой для жилищ, экспериментов, марсоходов и так далее. Но им понадобятся батареи для хранения энергии. Эти вещи много весят, и их отправка с Земли стоит целое состояние. Так почему бы просто не напечатать их на 3D-принтере, когда они туда доберутся? Над этим вопросом работает группа исследователей из Техасского университета в Эль-Пасо (UTEP) и Государственного университета Янгстауна (YSU). Они объединились с несколькими центрами НАСА в проекте стоимостью 2,5 миллиона долларов, чтобы изучить идею 3D-печати батарей с использованием местных материалов.
|
|
|
|
«UTEP является основным партнером в этом проекте под руководством НАСА с нашим давним и глубоким опытом в области аддитивного производства», — сказал Эрик Макдональд, профессор аэрокосмической техники и машиностроения и заместитель декана Инженерного колледжа UTEP. «Репутация UTEP в области 3D-печати, материаловедения и нашего современного оборудования были важными факторами, убедившими наших партнеров в НАСА продолжить это потенциально революционное исследование — для исследования космоса, а также для наземных применений батарей». Эта работа под руководством НАСА — большой шаг к адаптации процесса 3D-печати для использования в космосе. Другая цель состоит в том, чтобы иметь возможность экструдировать батареи практически любой необходимой формы. Затем их можно встроить в стены жилых помещений или внутрь другого оборудования для экономии места. И, если это сработает, со временем астронавты смогут печатать модули для жилья, генераторы и другие объекты.
|
|
|
В рамках проекта рассматриваются два типа методов 3D-печати. Один из них называется «экструзией материала», когда формы выталкиваются из принтера в их окончательной форме. Другой - «кубовая фотополимеризация» (VPP). Основной материал – чан с жидкой фотополимерной смолой. Затем машина использует этот материал для построения объекта слой за слоем. VPP позволит жителям Луны изготавливать батареи подходящей формы, чтобы они подходили туда, где они нужны. Это включает в себя небольшие космические корабли, роботов, портативные блоки питания и крупномасштабные долгосрочные энергетические системы. Изготовление батарей с использованием местного реголита накладывает интересное ограничение на тип, который можно печатать. Прямо сейчас на Международной космической станции основные энергосистемы полагаются на литий-ионные накопители энергии, доставленные с Земли. К сожалению, если люди собираются производить накопители энергии на Луне или Марсе, они не смогут использовать литий-ион. Это потому, что на Луне и Марсе очень мало лития, доступного для добычи. Итак, что они будут использовать?
|
|
|
|
НАСА и университетские команды изучают технологию ионов натрия. И на Луне, и на Марсе есть доступное количество натрия. Итак, исследовательская группа UTEP будет изучать химию натрий-ионных аккумуляторов и возможные решения для печати. После этого они протестируют процедуры. NASA, UTEP и YSU также будут работать над извлечением материалов для батарей и прекурсоров для этих натрий-ионных батарей из лунного и марсианского реголита. Университетские команды уже разработали и использовали 3D-печать VPP для изготовления сырья из композитной смолы для каждой части предлагаемых блоков накопления энергии.
|
|
|
|
Технически это включает в себя электроды, электролиты и токосъемники. Команда из центров НАСА имени Маршалла Эймса разработала и напечатала композитные чернила ME 3D для различных компонентов батареи. UTEP и Исследовательский центр Гленна НАСА проведут электрохимические испытания готовых компонентов натрий-ионной батареи, напечатанных на 3D-принтере. «Этот проект с НАСА — возможность продемонстрировать опыт UTEP как в области хранения энергии, так и в области 3D-печати», — сказал Алексис Морел из Департамента аэрокосмической и машиностроительной промышленности UTEP. «Аддитивное производство представляет собой уникальный подход к производству аккумуляторов соответствующей формы для поддержки операций человека в космосе и на поверхности Луны или Марса, где пополнение запасов грузов не так легко доступно».
|
|
|
|
Источник
|
