Несмотря на имеющиеся минусы, преимущества литий-ионных аккумуляторов неоспоримы. Для космической отрасли уже крайне ценно то, что они обладают рекордной энергоёмкостью относительно своего веса. Однако работа таких батарей в земных условиях и в состоянии невесомости существенно отличается — отсутствие гравитации снижает их эффективность. Насколько именно? Этим вопросом занялись китайские учёные, отправив на орбиту настоящего эксперта — целого профессора!
Источник изображения: SCMP
В ноябре 2025 года на китайскую космическую станцию «Тяньгун» в составе экипажа корабля «Шэньчжоу-21» прибыл 39-летний профессор Чжан Хунчжан из Даляньского института химической физики. Он стал вторым в истории Китая гражданским специалистом, совершившим полёт в космос. До этого подобный случай был лишь один: в 2023 году на станцию отправился профессор аэрокосмических наук из Университета Бэйхан Гуй Хайчао.
Профессор Хунчжан курирует на станции серию опытов, изучающих воздействие микрогравитации на внутренние процессы в литий-ионных аккумуляторах. Главная задача проекта — выявить и изучить те физико-химические эффекты, которые на Земле трудноизолируемы, например, совместное влияние гравитации и электромагнитных полей на электролит.
Под действием земной гравитации внутри батареи, в частности в электролите, возникают конвекционные потоки. В условиях невесомости этого почти не происходит, что приводит к застою и замедленному перемещению ионов, а следовательно, к ухудшению рабочих характеристик аккумуляторов. Микрогравитация позволяет наблюдать эти процессы в «чистом» виде и установить ключевые закономерности, недоступные для изучения в наземных лабораториях.
Особый фокус в исследованиях делается на поведении электролита и механизмах переноса ионов. При отсутствии гравитации движение ионов определяется только электрическим полем и внутренней диффузией. Это даёт возможность детально исследовать формирование межфазных границ, распределение плотности заряда, а также особенности роста и разрушения материалов электродов. Полученные данные крайне важны для создания точных математических моделей аккумуляторов и проверки теоретических гипотез о кинетике электрохимических реакций. В конечном счёте это поможет разработать более совершенные батареи для космоса, что откроет новые перспективы для космонавтики.
