Badacze z USTC stworzyli wysokoenergetyczny akumulator Mars’ Atmosfera bogata w CO2, wykazująca potencjał w zakresie długotrwałych rozwiązań energetycznych w środowiskach marsjańskich.
Zespół badawczy kierowany przez prof. Penga Tana z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (USTC), będącego częścią Chińskiej Akademii Nauk (CAS), opracował nowy typ baterii przeznaczonej do dostarczania energii na Marsie. Ten innowacyjny akumulator wykorzystuje składniki marsjańskiej atmosfery jako paliwo do swoich reakcji, oferując wyższą gęstość energii i dłuższą stabilność cykliczną w porównaniu do wcześniejszych konstrukcji. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Biuletyn Naukowy.
Ponieważ zawartość dwutlenku węgla w atmosferze Marsa wynosi aż 95,32%, uważa się, że akumulatory wykorzystujące lit i dwutlenek węgla jako reagenty mają potencjalne zastosowanie w eksploracji Marsa.
Jednak często pomija się złożone środowisko na Marsie, w tym wiele składników gazowych i intensywne wahania temperatury. W zakresie 0-60 ℃ wydajność elektrochemiczna akumulatorów Mars wykazuje znaczną zależność od temperatury.
Bateria zaprojektowana do warunków marsjańskich
Aby rozwiązać ten problem, zespół przeprowadził symulację rzeczywistego środowiska na powierzchni Marsa i opracował system akumulatorów marsjańskich, który wykorzystuje marsjańską atmosferę jako bezpośrednie paliwo, uzyskując zrównoważoną produkcję energii elektrycznej. W niskiej temperaturze wynoszącej 0℃ zmierzona gęstość energii akumulatora wyniosła 373,9 Wh/kg, a jego żywotność wynosiła 1375 godzin (około 2 miesięcy marsjańskich).
W szczególności akumulator ulega reakcjom elektrochemicznym obejmującym wytwarzanie i rozkład węglanu litu podczas ładowania i rozładowywania. Wykorzystując zintegrowane przygotowanie elektrod i składaną konstrukcję akumulatora, zespół powiększył rozmiar ogniwa do 2×2 cm2, co jeszcze bardziej poprawiło gęstość energii akumulatora etui do 765 Wh/kg i 630 Wh/l.
Badanie to koncepcyjnie potwierdza potencjalne wykorzystanie baterii marsjańskich w rzeczywistych warunkach marsjańskich i toruje drogę do opracowania wieloenergetycznych systemów uzupełniających na potrzeby przyszłych misji kosmicznych.
Odniesienie: „Bateria Mars o dużej gęstości energii i długiej żywotności” autorstwa Xu Xiao, Zhuojun Zhang, Aijing Yan i Peng Tan, 28 czerwca 2024 r., Biuletyn Naukowy.
DOI: 10.1016/j.scib.2024.06.033
