Nota do editor: No artigo recente, DT rei se referiu a "promover o estudo de materiais termoelétricos" irá promover o desenvolvimento de baterias nucleares.

Para muitas pessoas, o conceito de bateria nuclear é provável que seja uma meia-compreendido. Agora, temos de bateria nuclear pela NASA nos mais recentes avanços tecnológicos, para tentar entender essa "célula" no final como era.

JPL engenheiro de uma mão segurando um material com um módulo termelétrica composta por quatro termopares. Termopares são comuns, de eletrodomésticos a nave espacial são aplicadas.

Nem estação de carregamento no espaço, não tão longo cabo de carregamento pode extrair energia da Terra. portanto, Eficiente, flexível e duradoura sistema de energia Ele tem sido um tema quente da viagem espacial.

"A NASA precisa de sistemas de energia fiáveis a longo prazo para explorar o sistema solar," Jet Propulsion Laboratory da NASA (Jet Propulsion Laboratory, JPL) de Jean-Pierre (Jean-Pierre Fleurial) disse: "Esta exploração do sistema solar planeta periférica é particularmente importante onde Intensidade da luz solar é apenas uma pequena percentagem da órbita da Terra . "

energia nuclear da bateria é um espaço importante

Quando o sol não pode fornecer almoço grátis, eles só podem trazer a sua própria nave espacial, "almoço", e É uma bateria nuclear excelente desempenho do "almoço" .

Primeiro, você deve primeiro salientar, nós estamos falando sobre a piscina de energia nuclear que nenhuma reação de fissão, uma reação de fusão não ocorre, mas sim a reação única decadência.

decaimento radioativo irá gerar calor durante este tempo se acompanhado Os materiais termoelétricos , Este calor pode ser convertida em electricidade. Assim, a baterias nucleares nome profissional deve ser Gerador termoelétrico de radioisótopos (referido como o RTG), por conveniência de descrição doravante, referido como baterias nucleares.

sistema de bateria Nuclear (nome científico sistemas de energia de radioisótopos) é baseada neste princípio de dirigir uma nave espacial. sistema de célula nuclear NASA utilizado em "combustível" (isto é, material, radioactivo) é óxido de plutónio-238 .

Desde a bateria nuclear é a tecnologia-chave para a conversão de energia térmica em energia elétrica, é fundamental para encontrar um bom material termoelétrico.

material de Skutterudite (skutterudites) devido à sua pontos quentes excelente desempenho, tornou-se um tema quente nos dias de hoje pesquisar sistema de energia espaço, que é a próxima geração de materiais avançados protagonista sistema de energia eMMRTG.

EMMRTG nomeadamente o "Multi-Missão de Radioisótopos Termelétrica Generator melhorada" chamado, reforçada multitarefa gerador termoelétrico de radioisótopos, e depois disse claramente, podemos chamá-lo de uma multitarefa aprimorada bateria nuclear .

Segundo o site oficial da NASA relatou 13 de outubro, o mais recente material de base Skutterudite para baterias nucleares é esperado para 2017 mais recente missão "Programa de Fronteiras Novo" (New Frontiers) de .

Quando Skutterudite encontrou bateria nuclear

Em 1961, as primeiras baterias nucleares dos EUA usado em satélites. Em 1977, a NASA lançou duas irmãs realizar nuclear bateria detector: Voyager 1 e Voyager 2.

Hoje, 16 bilhões de quilômetros da Terra, as sondas Voyager estão navegando o mais distante, mas eles ainda estão a explorar as profundezas do universo e muito mais. Hoje, a energia nuclear bateria nave espacial já completou uma série de tarefas científicas, incluindo Curiosidade e Plutão New Horizons 2015 falecimento 2012 Mars.

É relatado que, O novo eMMRTG maior eficiência da célula nuclear , Pode fornecer energia do que montado na última bateria nuclear Mars Rover "Curiosity" Mais de 25% . Além disso, a taxa de degradação natural Skutterudite do que o material MMRTG corrente mais lento. vida útil da bateria nuclear atualmente comum de cerca de 17 anos, Skutterudite se disponível, o A vida da bateria pode ser duplicada .

Termopar material de skutterudite feito vai aumentar consideravelmente o desempenho do núcleo da célula convencional

"Com o sistema termelétrica mais eficiente pode reduzir a dependência de plutônio, que pode chegar a mais de longo alcance, mais diversos objetivos mais duráveis," especialistas técnicos da Jet Propulsion Laboratory Schabas · Buchs (Sabah Bux ) disse.

O primeiro eMMRTG "E" representa o "reforço" (Avançado) e, na verdade, este é reforçada pela natureza única da exclusiva propriedade material de Skutterudite Ele traz.

Em seguida, o material mágica Skutterudite no final o que é?

material termoelétrico muitas vezes requerem condutividade eléctrica de alta e baixa condutividade térmica Em geral, é muito difícil para comer em um material comum. Por exemplo, cobre altamente condutora, mas a condutividade térmica era muito grande, muito boa de vidro de isolamento de calor, mas não condutor. Assim, eles não são materiais de conversão termelétrica ideal.

e condutividade Skutterudite comparável aos metais, mas como a resistência ao calor e de vidro Além disso, ele pode gerar uma voltagem muito alta, o material termoelétrico é simplesmente nascido.

"Temos de condutividade e de alta temperatura do material de isolamento térmico tanto," disse Buchs, "Skutterudite tem uma estrutura cristalina muito complexo (receita dodecaedro complexo, não soa muito complicado), é o que nós necessidades materiais ideal ".

Skutterudite tanto isolamento térmico do metal condutora e de vidro

Do espaço para a Terra

Grande material baseado em vantagem Skutterudite, JPL estão estudando como fazer Skutterudite termopar. Termopar é um aparelho gerador de voltagem utilizando a diferença de temperatura entre o interior do original . Em comparação com outros materiais, skutterudites termopar gera energia eléctrica equivalente a uma pequena diferença de temperatura. portanto Skutterudite eficiência termoeléctrico termopar mais elevado .

sistema de energia curiosidade usa MMRTG. Termopar 768 feita de uma liga de telúrio em um círculo no mesmo sentido, tanto de frente para o centro do gerador de calor (isto é, o reservatório de alimentação de decaimento). Reforçada MMRTG, isto é, mesmo número de termopares sistema eMMRTG 768, apenas diferentes

O material é substituído Skutterudite.

Até o final de 2015, Skutterudite termopar através da primeira revisão da NASA. Se ele pode através de nova revisão em 2017 e 2018, eMMRTG será usada para executar a próxima tarefa "plano New Frontiers" NASA.

Além do programa espacial, a perspectiva de materiais termoelétricos na Terra igualmente ampla.

" Skutterudite pode ser calor residual em eletricidade útil E para melhorar a eficiência energética ", disse um responsável da JPL.

Terra do espaço, a aplicação de material termoelétrico de alta performance em todos os lugares

Por exemplo, o calor de escape do veículo pode ser convertida em energia eléctrica para carregar a bateria do veículo, de modo que também mais do automóvel em combustível. Como o processo industrial de cerâmica a altas temperaturas e de processamento de vidro também pode recolher com um calor residual Skutterudite. 2015, Nova Iorque uma empresa obtida uma licença de patente de temperatura alta materiais termoeléctricos no JPL.

"Nos últimos 20 anos, o campo da termelétrica em expansão, o que é particularmente evidente no JPL," disse, "este e muitos importantes descobertas científicas. Este material é usado não somente no campo aeroespacial, enquanto o benefício da indústria dos Estados Unidos, nos sentimos muito honrados. "

Explicar os princípios da

Que materiais termoelétrica?

O material termoeléctrico é um material capaz de converter a energia eléctrica para o outro e uma diferença de temperatura de material.

O que é Termopar?

termopar convencional tem dois materiais diferentes é termoeléctricos conectados em conjunto. Quando o termopar é aquecida, os dois materiais têm diferentes condutividades térmicas diferentes temperaturas, uma diferença de temperatura é formado no ponto de ligação. Tais gradientes de temperatura pode fazer com que o movimento direccional de electrões gera uma força electromotriz, a conversão de energia térmica em energia eléctrica porção.

Como termopares obras?

Termopares são comuns na vida cotidiana, aquecedores de água, fornos eléctricos são termopares usados. Termopar geralmente baixa eficiência de eletrodomésticos, eles produzem uma pequena voltagem, a corrente é extremamente fraco. Em contraste, a eficiência do termopar skutterudite muito mais elevada, que pode criar uma tensão eficaz de uma pequena diferença de temperatura.

NASA energia interna desejada termopar skutterudite gerado é um tipo de onda quadrada, uma clara subida e descida bordas e uma secção de planalto. O calor da extremidade de alta temperatura do termopar passado para a extremidade de baixa temperatura, a porção de extremidade do condutor quase nenhuma corrente, no meio não é um termopar corrente estável uniforme.

"É como ter um quentes e frios dois quartos contíguos," Buchs do JPL, disse, "a multidão de transferência de calor (eletrônico) do quarto como um quarto frio. Crowd (Electronics) na formação do movimento direcional atual."

O muitos termopar interligados novamente, terá corrente substancial . Uma fonte de calor como um monte de termopares, a temperatura que varia de 200 a 1000 .

Referência: http: recurso //www.jpl.nasa.gov/news/news.php = 6646?