الکسیس مورل: بله، البته و این در واقع یکی از اهداف اصلی است که ما دنبال می کنیم. تیم ما در دانشگاه تگزاس در ال پاسو از سال 2017 بر روی پرینت سه بعدی باتری های لیتیوم یون برای کاربرد زمین تمرکز کرده است. نتایج امیدوارکننده در مورد این موضوع باعث شد تیم ما وارد بحث با ناسا و سایر شرکای خود شود تا این موضوع هیجان انگیز چاپ سه بعدی باتری ها از سنگ سنگی قمری و مریخی را دنبال کند.
فابالو: وقتی آزمایش ماه انجام شود چه احساسی خواهید داشت؟ آیا امیدوارید برای نظارت بر تولید باتری در آینده ای دور به آنجا سفر کنید؟
الکسیس مورل: به لطف پرینت سه بعدی، ساخت باتری های ساختاری و منطبق بر شکل، که برای یک کاربرد خاص طراحی شده اند، اکنون امکان پذیر است. این اجازه می دهد تا با استفاده از فضای مرده و حجم، قابلیت ذخیره انرژی برنامه نهایی را به حداکثر برسانید. علاوه بر این، باتری‌های پرینت سه بعدی با هندسه‌های پیچیده و پیچیده الکترودها نیز راه را به سمت باتری‌هایی با سطح ویژه، انتشار یون و در نتیجه عملکرد قدرت هموار می‌کنند.
ما از مورل چند سوال پرسیدیم تا در مورد پروژه بیشتر بدانیم.
الکسیس مورل: به منظور انطباق با محدودیت های آب و هوایی، اجرای محافظ تشعشع و سایر سیستم های تنظیم حرارتی پیرامون باتری پرینت سه بعدی در حال بررسی است.
الکسیس مورل: یک باتری کلاسیک از اجزای مختلفی تشکیل شده است: دو الکترود به نام های آند و کاتد، یک جداکننده، یک الکترولیت و دو جمع کننده جریان. همه این اجزا را می توان با افزودن گونه های فعال (فعال الکتروشیمیایی) در مواد اولیه (رشته برای FDM، رزین قابل درمان برای SLA، جوهر برای DIW) چاپ کرد. با چاپ این مواد اولیه، اجزای باتری منطبق با شکل را می توان به لطف چاپگرهای سه بعدی چند ماده به صورت جداگانه یا با هم در یک چاپ تک چاپ کرد.
فابالو: در نقطه ای که فناوری شما به اندازه کافی بالغ شده است، احتمالاً باید در ماه آزمایش شود. پیش‌بینی می‌کنید چه زمانی ممکن است این اتفاق بیفتد و چه چیزی باید قبل از آن اتفاق بیفتد؟
الکسیس مورل: در حالی که باتری‌های لیتیوم یونی به طور گسترده در زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند، به دلیل در دسترس بودن ضعیف لیتیوم در ماه و مریخ، تیم ما باتری دیگری به نام سدیم-یون را هدف قرار داده است. مواد پیش ساز مورد نیاز برای تولید مواد باتری یون سدیم به عنوان بخشی از این پروژه شناسایی شده است. متأسفانه، همه مواد لازم برای اجزای مختلف وجود ندارد، اما ایده بیشتر این است که استفاده از منابع In Situ Utilization (ISRU) را به حداکثر برسانیم، در دسترس و قابل استخراج از سنگ سنگ یا محموله و بسته بندی مواد غذایی که از فضانوردان آورده شده است. تیم ما در حال حاضر این کار را بر روی تکنیک تولید چاپ سه بعدی (فتوپلیمریزاسیون vat و اکستروژن مواد جوهر و رشته ها) متمرکز کرده است زیرا می تواند به فضانوردان در ساخت باتری های مورد نیاز کمک کند.
فابالو: خوانندگان ما بیشتر با اشیاء مکانیکی پرینت سه بعدی آشنا هستند، اما چگونه می توان یک باتری را پرینت سه بعدی کرد؟
فابالو: مفهوم باتری های پرینت سه بعدی در ماه یا مریخ با مواد محلی مطمئناً در هزینه های حمل و نقل صرفه جویی می کند، اما چه موادی در این دنیاها وجود دارد که برای چاپ باتری قابل استفاده باشد؟ آیا تمام مواد لازم موجود است؟ تیم شما از چه رویکردی برای باتری های پرینت سه بعدی استفاده کرده است؟ چه فرآیند و تجهیزات پرینت سه بعدی استفاده می شود؟ یا در حال توسعه سیستم های خود هستید؟
الکسیس مورل، Ph.D. محقق فولبرایت فرانسه و پژوهشگر فوق دکترا در دانشگاه تگزاس ال پاسو است. او بخشی از یک پروژه تحقیقاتی کلیدی است که قصد دارد روشی برای پرینت سه بعدی باتری های قابل شارژ ساخته شده از مواد محلی – در ماه و فراتر از آن – توسعه دهد.
الکسیس مورل: در حال حاضر، این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی انجام می شود و هنوز قبل از آزمایش روی ماه نیاز به بهبود بیشتری دارد. متأسفانه برای پیش بینی تاریخ خیلی زود است.
ما با دانشمندی صحبت کردیم که در حال توسعه باتری های پرینت سه بعدی برای ماموریت های فضایی آینده بود.
الکسیس مورل: مرحله اول پروژه البته بر تهیه مواد اولیه مواد و پرینت سه بعدی اجزای مستقل برای اطمینان و آزمایش عملکرد الکتروشیمیایی مربوطه متمرکز بود. برای تولید خودکار یک باتری کامل و کاربردی در یک مرحله، تیم اکنون از سیستم‌های چاپ سه بعدی چند ماده استفاده می‌کند.
الکسیس مورل: امیدوارم بتوانم در طول عمرم آن را ببینم. چه کسی می داند؟ این مانند یک رویا خواهد بود که به حقیقت می پیوندد. من قطعاً دوست دارم موشکی بگیرم و بر تولید باتری‌های چاپ سه بعدی قمری نظارت کنم!
از طريق UTEP
