科技 新研发的多孔碳气凝胶的超低温超级电容器可为火星和极地任务提供支持

美国宇航局的"毅力"号火星车最近成功登陆火星，开始了为期两年的寻找远古生命迹象和收集样本的任务。由于火星非常寒冷，夜间温度可降至零下112华氏度以下，因此需要加热器来保持漫游车的电池系统不被冻结。



现在，研究人员在ACS的《Nano Letters》中报道了一种新研发的3D打印多孔碳气凝胶，可用于超低温超级电容器的电极，减少了未来太空和极地任务的加热需求。

Jennifer Lu、Yat Li及其同事希望开发一种可以在极低温度下运行的储能系统，而不需要加热装置，因为加热装置会增加仪器和机械的重量和能量需求。于是，研究人员使用基于纤维素纳米晶的墨水3D打印了一种多孔碳气凝胶，然后将其冷冻干燥并进一步处理表面。所得材料具有多层次的孔隙，从网格状结构中的500μm孔隙，到网格中条形的纳米大小的孔隙。

这种多尺度的多孔网络在零下94华氏度的温度下，通过电极保持了足够的离子扩散和电荷转移能力，实现了比之前报道的低温超级电容器更高的储能电容。该团队将与美国宇航局科学家合作，进一步鉴定该器件的低温性能。