Le Perseverance Rover de la NASA a récemment effectué un atterrissage réussi sur Mars, se lancer dans une mission de deux ans pour rechercher des signes de vie ancienne et collecter des échantillons. Parce que Mars est extrêmement froid - les températures nocturnes peuvent descendre en dessous de -112 F - des appareils de chauffage sont nécessaires pour empêcher le système de batterie du rover de geler. Maintenant, chercheurs reportant dans ACS' Lettres nano avoir des aérogels de carbone poreux imprimés en 3D pour des électrodes dans des supercondensateurs ultra-basse température, réduire les besoins de chauffage pour les futures missions spatiales et polaires.

Jennifer Lu, Yat Li et ses collègues voulaient développer un système de stockage d'énergie qui pourrait fonctionner à très basse température sans unités de chauffage, qui ajoutent des exigences de poids et d'énergie aux instruments et aux machines, comme les rovers martiens. Les chercheurs ont donc imprimé en 3D un aérogel de carbone poreux à l'aide d'une encre à base de nanocristaux de cellulose, puis lyophilisé et traité davantage la surface.

Le matériau résultant avait plusieurs niveaux de pores, des pores de 500 µm dans la structure en réseau, à des pores de taille nanométrique à l'intérieur des barreaux du réseau. Ce réseau poreux à plusieurs échelles préservait une diffusion ionique et un transfert de charge adéquats à travers une électrode à -94 F, atteindre une capacité de stockage d'énergie plus élevée que les supercondensateurs à basse température précédemment rapportés.

L'équipe collaborera avec des scientifiques de la NASA pour mieux caractériser les performances à basse température de l'appareil.