随着物联网,智能制造和医疗设备的快速发展,对各种应用程序中对微型的,高性能和低功耗的需求不断提高。微电机机械系统(MEMS)是微型设备,它们在显微镜下整合机械和电气组件,通常在1至100微米之间。MEMS已成为一种关键解决方案,从而实现了实时数据监视和反馈,从而增强了系统性能和可靠性。被认为是21世纪的一种变革性技术,MEMS是下一代设备开发不可或缺的一部分。根据Yole Development的市场和技术趋势,MEMS设备的全球市场预计将在2023年至2029年之间经历大幅增长,从136亿美元增加到200亿美元。1这强调了提高有效的MEMS Technolo-
空间方面,包括空间探索,商业化和殖民化,需要大量的功率和能量。是空间和体内推进,栖息地和运输,原位资源利用(ISRU),制造,生命支持,机器人技术,卫星,传感器和建筑所必需的。当前正在应用的功率和能源正在开发中,包括太阳能,化学燃料,放射性同位素热电发生器(RTG)核电池和裂变核反应堆。每种问题都有问题,包括降低太阳强度,距离太阳,并且由于灰尘,ISRU资源处理要求,储存,化学燃料的转移以及当前核方法的重量,能量密度和安全性[参考。1]。替代能源可以降低成本和体重,并提高安全性,效率和功能。特别有趣的替代方法包括最近发明的非常高的能量密度,低重量核电池的能量密度比RTG高的数量级和比反应堆要高的数量级要高,该反应器的重量较小,其从毫克到数十兆瓦的反应器。这种方法似乎能够为所有与太空相关的东西提供动力,从小型传感器到Vasimir,它将提供6,000秒ISP的快速,200天的火星往返。此外,该电池可以为地球磁场的工作动力,从而通过空间内制造收集空间碎片并重新利用这种碎片。此外,还有更高效且较小的多相散热器方法。其他边界功率和能量方法包括再生,通过各种能量转换方法利用热量损失,以提高效率,降低体重以及能量产生和拒绝系统的成本。有无数的能量储能方法,除了化学品之外,还有包括正电子的外观,它们的能量密度比裂变的数量级高,没有残留辐射和负担得起的。该报告将首先讨论当前的NASA Energetics技术,然后讨论上面提到的各种前沿空间功率和能量替代方案。
在2004年,国家航空航天局(NASA)的火星科学实验室(MSL)降落了两个流浪者,勇气和机会,以揭露火星的奥秘。在2021年,中国成为第二个通过天文1调查成功地将Zhurong Rover降落在火星表面的国家,实现了90个火星时代的目标。Exomars-2022由欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局计划。火星探索已成为主要大国经济和技术竞争的战场。流动站是近MARS勘探的重要技术设备,其中能源供应系统保证了多模勘探[1,2]。目前,在火星上驾驶火星流浪者和其他勘探设备主要依赖两种电力:一种是便携式锂离子电池(LIBS),另一个是大型太阳能电池板和核电池[3]。几乎所有的火星漫游者,甚至是第一架火星直升机都应用了必要的可充电自由,它们与核电池(例如,毅力和好奇心)或太阳能电池板(例如,Zhurong)一起使用。但是,由于能量密度非常有限,WH kg 1,Libs降低了航空航天任务的容错,并增加了任务启动成本[4]。因此,调用了更高的能量密度和更长稳定的循环电池系统,以增强太空任务中的有效载荷和科学能力。li-co 2电池是一种下一代储能系统,能够具有至1876年WH kg 1的超高理论特定能量,被广泛认为适用于火星勘探[5]。然而,Li-Gas电池中Pure CO 2的性能和反应机制无法从根本上代替火星大气层。火星大气不仅包括二氧化碳(CO 2,95.32%),还包括其他微量气体,例如氮(N 2,2.7%),氩(AR,1.6%),氧(O 2,0.13%),碳一氧化碳(CO,0.08%),以及可能的水(CO,0.08%),以及可能的水(H 2 O)[6] [6] [6] [6] [6] [6] [6] [6]。来自取之不尽的大气来源的痕量的活性O 2和CO
抽象的放射发光核电电池是核电池中间接转换的重要代表性类型。已详细研究了此类电池的设计,制造和性能优化。包括荧光层材料参数,荧光层结构设计,放射发光光谱调节以及放射性发光发射强度增强的特定研究内容。在β颗粒和X射线激发下测试了具有不同荧光层的核电池的电特性。随着荧光层的质量厚度增加,电性能参数首先增加然后减小,并且具有最佳的质量厚度。通过胶带粘附方法制备具有不同结构几何参数的CU磷光层。当磷光层的厚度接近放射性颗粒范围时,可以实现良好的输出性能。此外,还引入了纳米荧光材料的效果机制,以提高电池性能。CSPBBR 3钙钛矿量子点薄膜材料及其在放射发光核电池中的应用。CSPBBR 3可以有效地增强光谱响应耦合度,并大大提高电池的输出功率。此外,制备了使用CDSE/ZnS核心壳量子点与Au纳米颗粒相结合的新型放射发光材料。结果表明,纳米耦合系统确实可以改善发光发射强度和电池输出性能。这项研究工作可以为未来的空间电池技术提供新的方向。