Hat jemand eine zuverlässige Weltraumbatterie entwickelt, die nicht warm gehalten werden muss?

Kommunikationssatelliten im fernen Weltraum

Hat jemand eine zuverlässige Batterie für den Einsatz in kalten Weltraumanwendungen entwickelt? Etwas, das nicht warm gehalten werden muss?

Zum Beispiel haben Lithiumbatterien sicherlich ihre Einschränkungen aufgrund der Temperaturen, aber helfen Anwendungen vom Typ Graphen oder SS, dieses Problem zu lösen?

Soweit ich weiß, hat ein Unternehmen in China, die Guangzhou Auto Group, mit China Carbon an ultrakalten Graphen-Anwendungen mit hoher Dichte gearbeitet, und arbeitet Quantum Scape an einer SS-Version?

Vielen Dank für den Fotokredit an: Fotograf Adam Makarenko adammakarenko.com/photography Bild ist Ice Probe I.

"coole" Frage!
Könnten Sie nicht einfach die Batterie isolieren und einen Teil ihrer Energie verwenden, um sie bei Bedarf warm zu halten? Sie müssen es sowieso vor Weltraumstrahlung schützen, warum nicht vor kalten Temperaturen?
Batterien sind nicht das einzige, was temperaturempfindlich ist, oder sogar das empfindlichste an einer Sonde. Das üblicherweise als Monotreibstoff verwendete Hydrazin gefriert beispielsweise etwas über dem Gefrierpunkt von Wasser. Und worauf bezieht sich "SS"?
@ChristopherJamesHuff Ich denke, der Punkt der Frage ist, dass, obwohl andere empfindliche Komponenten eines Rovers durch andere Alternativen ersetzt werden können, Batterien so wichtig wie möglich sind und es nicht allzu viele andere Lösungen gibt. Hydrazin und seine Derivate sind weit verbreitet, können aber leicht ersetzt werden.
Willkommen! Sie müssen allen Materialien, die Sie auf Stack Exchange posten und die nicht Ihre eigene Arbeit sind, die richtige Zuordnung geben. Dieses Bild ist „Ice Probe I“ des Miniaturschöpfers und Fotografen Adam Makarenko adammakarenko.com/photography
Die meisten elektronischen Festkörpergeräte (CPU, Transistoren usw.) sind ebenfalls ziemlich temperaturempfindlich, sodass Sie nicht viel sparen, wenn Sie alles außer der Batterie erwärmen.
Elektronik von @CarlWitthoft kann bei niedrigeren Temperaturen gelagert und bei Bedarf auf Betriebstemperatur erwärmt werden. Aber bei vielen Batterietypen werden sie, wenn sie zu kalt werden, irreversibel geschädigt. Es ist kein guter Vergleich.
@uhoh, weshalb diese Batterietypen im Allgemeinen nicht in Raumsonden installiert sind :-) . (außer natürlich, wenn Sie eine zuverlässige Energiequelle wie ein RTG .... oder ein ZPM haben)
@CarlWitthoft Sie sind in Raumfahrzeugen installiert, aber solche mit Sonnenkollektoren anstelle von RTGs. Die Batterien erwärmen sich während Sonnenfinsternissen oder nachts auf wolkenlosen Welten wie dem Mars. Diese Diskussion führt natürlich zu einer interessanten neuen Frage! Wann wurde das letzte Mal ein batteriebetriebenes Raumschiff ohne RTG oder Solarenergie gestartet?
In einem ähnlichen Zusammenhang, warum ist es nicht üblich, Sonden/Lander mit winzigen RTGs zu starten, die in der Lage wären, das Fahrzeug während „Blackout“-Zeiten sicher zu halten, die Batterien warm zu halten und sie zu laden, während die Sonnenkollektoren ausgeschaltet sind? -funktional.

Antworten (2)

Ein thermoelektrischer Radioisotop-Generator (manchmal auch als Kernbatterie bezeichnet) ist wahrscheinlich das Beste: https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator

Obwohl es warm wird, muss es nicht "warm gehalten" werden, da es sich durch nukleare Prozesse innerhalb der darin eingeschlossenen radioaktiven Materialien erwärmt und Strom erzeugt. Der Nachteil ist, dass es nur eine kleine Menge Strom produziert, aber besser als nichts, und Sie können die erzeugte Abwärme möglicherweise nutzen.

Sorry, aber -1weil ein Generator keine Batterie ist. Mars-Rover wären schlecht dran, wenn Sie ihre Batterien wegnehmen und ihnen sagen würden, dass sie mit ihren RTGs laufen sollen, da eine Funktion eines Akkus darin besteht, Energie von einem RTG zu "puffern" und dann während "Spitzenbedarf" ein höheres Leistungsniveau bereitzustellen ". Wenn Sie kleinere Radioisotop-Wärmequellen in herkömmliche Batterien einbetten, könnten Sie sie warm halten, aber die Frage fragt speziell nach "einer zuverlässigen Weltraumbatterie, die nicht warm gehalten werden muss". Ich glaube, es gibt noch nicht einmal einen unzuverlässigen.
Vielen Dank für Ihre Kommentare, wir müssen noch mehr erforschen, arbeiten aber an etwas sehr Aufregendem für eine einzigartige interplanetare Kommunikationsplattform. Sie werden alle sehr geschätzt und nochmals vielen Dank an alle.

Temperaturunabhängige elektrochemische Batterien sind unmöglich. Es gab verschiedene Ausführungen für hohe, mittlere und niedrige Temperaturen, aber für jede Ausführung gibt es einen bestimmten Betriebstemperaturbereich. Alle chemischen Reaktionen sind bei höheren Temperaturen schneller und bei niedrigeren Temperaturen langsamer.

Wenn es für den Akku zu heiß ist, verkürzt sich die Lebensdauer des Akkus. Wenn es für die Batterie zu kalt ist, sind die Spannung und der mögliche maximale Strom zu niedrig.

Eine Batterie, die für sehr niedrige Temperaturen ausgelegt ist, sollte vor dem Start kalt gehalten werden. Auf dem ersten Teil des Fluges ins All wird es dem Akku zu heiß.

Hat jemand eine zuverlässige Weltraumbatterie entwickelt, die nicht warm gehalten werden muss?
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