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卫星安装石墨烯“空调”,中国和英国都在行动!

卫星安装石墨烯“空调”,中国和英国都在行动!

分类:
行业资讯
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来源:
发布时间:
2021/11/26 16:07
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太空充满了惊人的极端,温度也不例外。在面向太阳和面向地球之间运转时,卫星可以体验到超过400°C的温度变化。卫星变得太热或太冷会有很大的影响,比如会造成我们每天使用的电子设备软件中断,严重影响我们的紧急服务等。目前,热管理设备不是最佳选择,它们又大又重,耗电量大,会迅速降低卫星的能量储备。

目前,曼彻斯特大学衍生公司,SmartIR,正在构建一个具有成本效益的解决方案,以确保卫星能够按需控制热辐射。SmartIR的研究小组已经为卫星开发了一种基于石墨烯的智能涂层,根据卫星面向地球或面对太阳,它能够实时管理热能。这种石墨烯技术是一种更理想的解决方案,因为它重量轻,功耗低,能够对温度变化做出快速反应,在红外光谱中工作,并且不涉及任何运动部件。SmartIR现已加入欧洲航天局商业孵化中心(ESA BIC UK),在科技设施委员会(STFC)达雷斯伯里实验室工作。这使公司能够充分利用空间和卫星技术方面的资金和支持,促进商业开发。ESA BIC UK是世界上最大的空间技术初创企业孵化计划的一部分。它帮助了100多家企业为竞争日益激烈的全球市场开发创新产品和服务。SmartIR的科学总监兼联合创始人Coskun Kocabas教授解释说,一种具有成本效益的解决方案,使卫星能够自动和实时地管理温度,目前这方面有很大的需求。将石墨烯技术应用于航天工业是将当前热管理系统的能力提升至一个新水平的绝佳机会,同时显著降低卫星功耗和成本。我们目前的主要重点是测试和验证我们的专利技术,以满足航天工业的要求。作为ESA BIC UK的一部分,获得资金、空间设施、商业支持和宝贵的合作机会,对我们来说非常重要。

该技术同时可用于太空服,以调节外太空恶劣环境中的体温。除了航空航天之外,该技术还应用于热特征管理,以增强生存能力和力量保护,防止以热辐射为目标固定的武器系统进行路径指导。此外,步兵和车辆目前还使用热识别贴片来识别战场上的友军。现有的技术是静态的,更容易被伪造。SmartIR技术能够生成动态红外模式和信号,可以通过微型外围电子电路进行更新。为了应对5G通信等大功率电子产品的散热需求,中科院山西煤化所组建联合研发团队,研制出综合指标优越的石墨烯导热膜,已在多款卫星定型使用,并成为中国航天科技集团、中国电科集团、中科院小卫星中心等单位的合格供货方。航天等关键领域要求石墨烯导热膜除了达到良好的热导率和厚度等核心指标外,弯曲半径、可凝挥发物、辐照性能等其他十几项技术指标也要达标。任何一个指标不达标,都会导致产品无法使用。此次研发的石墨烯导热膜具有优异的综合水平,可以达到“宇航级标准”,不仅在超厚膜成型、专用浆料、致密化、热处理等关键过程拥有自有技术,还申请了10项发明专利,其中4项专利已经获得授权。

目前团队建立的中试平台具备年产十吨氧化石墨烯的生产能力,最终可以生产1000平米石墨烯膜,可供2.2万部手机使用,大约能满足100颗卫星的需要。但目前的中试平台产能有限,已无法满足用户的订单需求。下一步,团队将根据市场需求,拟建设年产20万平方米高通量石墨烯膜生产线,预期可实现年产值2.7亿元。团队负责人陈成猛研究员说“目前我国的石墨烯研发生态和市场环境已有明显好转,也更趋于理性和务实。在一些细分领域,石墨烯已展现出了重大的技术和商业价值。我们要客观公正,用耐心、细心和恒心去看待石墨烯这一新技术,做符合科学规律和历史规律的事。”

 

文章来源:公众号【Carbontech】

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