不要把电池带到月球或火星到了那里就用3D打印出来

当Artemis宇航员和未来的探险家前往月球和火星时，他们将需要电力。很多。当然，他们会使用太阳能电池板来产生栖息地、实验、漫游者等所需的能量。但是，他们需要电池来储存能量。这些东西很重，从地球上送上去要花一大笔钱。那么，当他们到达那里时，为什么不简单地3D打印自己的呢?

这是德克萨斯大学埃尔帕索分校(UTEP)和扬斯敦州立大学(YSU)的一组研究人员正在努力回答的问题。他们与NASA的几个中心合作开展了一项耗资250万美元的项目，探索使用当地材料3D打印电池的想法。

“UTEP是这个由NASA牵头的项目的开创性合作伙伴，我们在增材制造方面拥有悠久而深厚的传统，”航空航天与机械工程教授兼UTEP工程学院副院长EricMacDonald说。“UTEP在3D打印、材料科学和我们最先进的设施方面的声誉是说服我们的NASA合作伙伴进行这项潜在的变革性研究的重要因素——用于太空探索以及电池的地面应用。”

这项由NASA牵头的工作是朝着使3D打印过程适应太空使用迈出的一大步。另一个目标是能够将电池挤压成所需的任何形状。然后，它们可以安装在栖息地的墙壁或其他设备内以节省空间。而且，如果成功的话，宇航员最终将能够打印栖息地模块、发电机和其他设施。

在太空中使用什么样的3D打印工艺?

该项目正在研究两种类型的3D打印方法。一种称为“材料挤出”，其中形状以最终形式从打印机中推出。另一种是“还原光聚合”(VPP)。基本材料是一大桶液态光敏树脂。然后机器使用这种材料逐层构造一个物体。VPP将允许月球居民制造形状一致的电池，以适应他们需要的任何地方。这包括较小的航天器、机器人、便携式动力装置和大型长期动力系统。

使用当地的风化层制作电池对可以打印的类型有一个有趣的限制。目前，在国际空间站上，主要动力系统依赖于从地球运来的锂离子储能装置。不幸的是，如果人们打算在月球或火星上制造储能装置，他们将无法使用锂离子。那是因为在月球和火星上可供开采的锂很少。那么，他们会用什么?

NASA和大学团队正在研究钠离子技术。月球和火星都含有一定量的钠。因此，UTEP研究团队将研究钠离子电池化学和可能的印刷解决方案。之后，他们将测试程序。

月球和火星电池技术

NASA、UTEP和YSU还将致力于从月球和火星风化层中提取电池材料和这些钠离子电池的前体。大学团队已经开发并使用VPP3D打印为拟议的电力存储单元的每个部分制造复合树脂原料。

从技术上讲，这包括电极、电解质和集电器。NASA的MarshallAmes中心的团队为不同的电池组件开发和ME3D打印复合墨水。UTEP和NASA的格伦研究中心将对完成的3D打印钠离子电池组件进行电化学测试。

“这个与NASA合作的项目是展示UTEP在储能和3D打印方面专业知识的机会，”UTEP航空航天与机械工程系的AlexisMaurel说。“增材制造似乎是一种制造形状一致的电池的独特方法，以支持人类在太空和月球或火星表面的操作，因为在这些地方货物补给并不容易获得。”