Китайцы выяснят, насколько невесомость вредит литиевым аккумуляторам

При всех своих недостатках, выгоды от использования литийионных аккумуляторов очевидны. Для космоса достаточно уже того, что они обеспечивают высочайшая плотность энергии на единицу массы. Однако условия эксплуатации литиевых батарей на Земли и в условиях микрогравитации разнятся — невесомость ухудшает характеристики батарей. Насколько? С этим начали разбираться китайцы, отправив на орбиту настоящего специалиста своего дела — целого профессора!

В ноябре 2025 года в составе экипажа корабля «Шэньчжоу-21» (Shenzhou-21) на китайскую станцию «Тяньгун» прибыл 39-летний профессор Даляньского института химической физики (Dalian Institute of Chemical Physics) Чжан Хунчжан (Zhang Hongzhang). Он стал вторым в истории китайских космических программ гражданским лицом, отправленным в космос. До этого гражданский летал лишь один раз. Им был Гуй Хайчао (Gui Haichao) — профессор аэрокосмических наук Университета Бэйхан (Beihang University), что произошло в 2023 году.

Профессор Хунчжан отвечает за серию экспериментов на борту станции, направленных на изучение влияния микрогравитации на процессы внутри литийионных аккумуляторов. Основная цель проекта — выделить и проанализировать те физико-химические явления, которые на Земле трудно отделить, например, одновременное воздействие на электролиты гравитации и электромагнитных полей.

В условиях земной гравитации внутри батареи и, в частности, в электролите возникает конвенция и сопутствующие ей потоки электролита. В условиях микрогравитации этого практически нет, что ведёт к застою и замедлению потока ионов, а это ухудшает свойства аккумуляторов. Условия микрогравитации позволяют зафиксировать эти процессы в «незамутнённом» виде и выявить ключевые зависимости, которые невозможно наблюдать в земной лаборатории.

Тем самым особое внимание уделяется поведению электролита и механизму переноса ионов. В отсутствие гравитации движение ионов определяется исключительно электрическим полем и внутренней диффузией. Это позволяет исследовать формирование границ раздела фаз, распределение плотности заряда, а также особенности роста и деградации материалов электродов. Такие данные важны для построения корректных математических моделей аккумуляторов и проверки теоретических предположений о кинетике электрохимических реакций. В конечном итоге это позволит создать для космоса лучшие аккумуляторы, что приведёт к множеству положительных вещей в космонавтике.