การวิจัยไฟฟ้าโดยนักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัย Clemson อาจนําไปสู่การสร้างแบตเตอรี่ที่มีน้ําหนักเบาและชาร์จได้เร็วขึ้นเหมาะสําหรับการขับเคลื่อนชุดอวกาศหรือแม้แต่ดาวอังคารโรเวอร์
การวิจัยซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก NASA เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับการรายงานในบทความที่ชื่อว่า "สามมิติ Si Anodes ที่มีการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วความจุสูงความสามารถอัตราสูงและชีวิตวงจรยาว" ที่ปรากฏในวารสารสมาคมเคมีอเมริกันวัสดุประยุกท์และอินเทอร์เฟซ ผู้เขียนรวมถึง Shailendra Chiluwal, Nawraj Sapkota, Apparao M. Rao และ Ramakrishna Podila ซึ่งทุกคนเป็นส่วนหนึ่งของสถาบัน Clemson Nanomaterials (CNI)
Podila, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ของวิทยาลัยวิทยาศาสตร์, กล่าวว่าการปฏิวัติแบตเตอรี่ใหม่เร็ว ๆ นี้สามารถนํามาใช้ในดาวเทียมของสหรัฐอเมริกา.
"ดาวเทียมส่วนใหญ่ได้รับพลังจากดวงอาทิตย์" Podila "แต่ดาวเทียมจะต้องสามารถเก็บพลังงานไว้ได้เมื่อพวกเขาอยู่ในเงาของโลก เราต้องทําให้แบตเตอรี่เบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพราะยิ่งดาวเทียมมีน้ําหนักมากเท่าไหร่ค่าใช้จ่ายภารกิจก็มากขึ้นเท่านั้น"
Podila กล่าวว่าเพื่อให้เข้าใจถึงความก้าวหน้าของกลุ่มคุณสามารถเห็นภาพขั้วบวกกราไฟท์ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นสํารับไพ่ซึ่งการ์ดแต่ละใบแสดงถึงชั้นของกราไฟท์ที่ใช้ในการจัดเก็บประจุจนกว่าจะจําเป็นต้องใช้ไฟฟ้า ปัญหา Podila กล่าวว่าคือ "กราไฟท์ไม่สามารถเก็บประจุได้มากนัก"
ทีม Clemson เลือกที่จะทํางานกับซิลิคอนซึ่งสามารถบรรจุประจุได้มากขึ้นซึ่งหมายความว่าพลังงานมากขึ้นสามารถเก็บไว้ในเซลล์ที่มีน้ําหนักเบา ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์มีมูลค่าสูงของซิลิกอนสําหรับการจัดเก็บไฟฟ้าวัสดุนี้แบ่งออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ในขณะที่มันชาร์จและปล่อย
การแก้ปัญหาที่ทีมมากับการใช้อนุภาคซิลิกอนขนาดเล็ก "nanosized" ซึ่งเพิ่มความมั่นคงและให้ชีวิตวงจรอีกต่อไป แทนที่จะเป็นสํารับไพ่ที่ทําจากกราไฟท์แบตเตอรี่ใหม่ใช้ชั้นของวัสดุนาโนคาร์บอนที่เรียกว่า Buckypaper กับอนุภาคนาโนซิลิคอนแซนวิชในระหว่างนั้น
ด้วยบรรจุภัณฑ์ภายในประเภทนั้นแม้ว่าอนุภาคซิลิกอนจะแตกหักพวกเขาก็ "ยังคงอยู่ในแซนวิช" Podila
"แผ่นอิสระของท่อนาโนคาร์บอนทําให้อนุภาคนาโนซิลิคอนเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้า" Shailendra Chiluwal
"ท่อนาโนเหล่านี้ก่อตัวเป็นโครงสร้างสามมิติ quasi ถืออนุภาคนาโนซิลิคอนเข้าด้วยกันแม้หลังจาก 500 รอบและบรรเทาความต้านทานไฟฟ้าที่เกิดจากการแตกหักของอนุภาคนาโน"
การใช้แบตเตอรี่ที่ทําจากซิลิคอนและวัสดุนาโนอื่น ๆ ไม่เพียง แต่เพิ่มความจุแต่ยังช่วยให้การชาร์จแบตเตอรี่ในกระแสที่สูงขึ้นซึ่งแปลว่าเวลาในการชาร์จเร็วขึ้น ในฐานะที่เป็นทุกคนที่เคยโทรศัพท์มือถือเคยเสียชีวิตในช่วงกลางของการโทรศัพท์รู้ว่านี่เป็นคุณสมบัติที่สําคัญสําหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่
การชาร์จที่เร็วขึ้นเป็นไปได้เนื่องจากแบตเตอรี่ใหม่ยังใช้ nanotubes เป็นกลไกบัฟเฟอร์ที่ช่วยให้การชาร์จในอัตราสี่เท่าเร็วกว่าในปัจจุบัน
แบตเตอรี่ที่เบากว่าที่ชาร์จได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมากไม่เพียง แต่จะเป็นประโยชน์สําหรับนักบินอวกาศที่สวมชุดที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ แต่ยังรวมถึงนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ต้องการรับนักบินอวกาศไปยังจุดหมายปลายทางของพวกเขา
"ซิลิคอนเป็นขั้วบวกในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแสดงถึง 'จอกศักดิ์สิทธิ์' สําหรับนักวิจัยในสาขานี้" Rao, CNI Rao ยังกล่าวว่าแบตเตอรี่ใหม่เร็ว ๆ นี้จะหาทางเข้าไปในยานพาหนะไฟฟ้า.
"เป้าหมายต่อไปของเราคือการร่วมมือกับพันธมิตรทางอุตสาหกรรมเพื่อแปลเทคโนโลยีที่ใช้ห้องปฏิบัติการนี้ไปยังตลาด" Podila "เรารู้สึกขอบคุณ NASA และ South Carolina EPSCoR ที่ให้รางวัลในการดําเนินการโครงการดังกล่าวซึ่งจะมีผลกระทบที่ยั่งยืนต่อภารกิจอวกาศและภูมิทัศน์พลังงานทั่วโลก"
