NASA:s Perseverance Rover gjorde nyligen en framgångsrik landning på Mars, inleder ett tvåårigt uppdrag för att söka tecken på forntida liv och samla in prover. Eftersom Mars är extremt kall - natttemperaturer kan sjunka under -112 F - krävs värmare för att hålla roverns batterisystem från att frysa. Nu, forskare som rapporterar i ACS' Nanobokstäver har 3D-tryckta porösa kolaerogeler för elektroder i superkondensatorer med ultralåg temperatur, minska värmebehovet för framtida rymd- och polaruppdrag.

Jennifer Lu, Yat Li och kollegor ville utveckla ett energilagringssystem som kunde fungera vid mycket låga temperaturer utan värmeenheter, som tillför vikt- och energikrav till instrument och maskiner, som till exempel Mars rovers. Så forskarna 3D-printade en porös kolaerogel med cellulosa nanokristallbaserat bläck, och sedan frystorkade den och behandlade ytan ytterligare.

Det resulterande materialet hade flera nivåer av porer, från 500 μm porerna i den gallerliknande strukturen, till nanometerstora porer inom gallrets staplar. Detta flerskaliga porösa nätverk bevarade adekvat jondiiffusion och laddningsöverföring genom en elektrod vid -94 F, uppnå högre energilagringskapacitans än tidigare rapporterade lågtemperatursuperkondensatorer.

Teamet kommer att samarbeta med NASA-forskare för att ytterligare karakterisera enhetens prestanda vid låga temperaturer.