باتری جدید دانشمندان چینی از جو مریخ برق تولید می کند

01

از 02

بهره‌برداری از گازهای مریخ

 مریخ یک سیاره سخت با ترکیب جوی پیچیده است. جو مریخ پر از دی‌اکسید کربن (95.32 درصد)، نیتروژن (2.7 درصد)، آرگون (1.6 درصد)، اکسیژن (0.13 درصد) و مونوکسید کربن (0.08 درصد) است.

علاوه بر این، مریخ تفاوت‌های دمایی چشمگیری حدود 60 درجه سانتی‌گراد بین روز و شب را تجربه می‌کند.

این پژوهش امکان‌پذیری استفاده از «باتری‌های مریخ» در شرایط واقعی مریخ را نشان می‌دهد.

پژوهشگران می‌گویند که این باتری می‌تواند به طور مستقیم از گازهای موجود در جو مریخ به عنوان منبع سوخت خود استفاده کند، مشابه با کاری که یک سلول سوختی انجام می‌دهد.

به جای ذخیره انرژی مانند یک باتری معمولی، باتری مریخ با واکنش مداوم با مواد شیمیایی تا زمانی که سوخت موجود باشد، برق تولید می‌کند.

در هنگام تخلیه، الکترودهای باتری با گازهای مریخ واکنش شیمیایی ایجاد می‌کنند که برق تولید می‌شود و هنگامی که تخلیه شد، می‌توان باتری را با استفاده از انرژی خورشیدی که از سطح مریخ جمع‌آوری شده است، شارژ و آن را برای تخلیه‌های بعدی آماده کرد.

02

از 02

باتری جدید دانشمندان چینی در شرایط بسیار سرد کار می‌کند

 نوسانات شدید دما در مریخ می‌تواند چالش‌برانگیز باشد، اما این باتری سبک وزن برای مقاومت در برابر آنها ساخته شده است.

به طور جالبی، این باتری با یک چرخه شارژ/تخلیه معادل 1,375 ساعت (حدود دو ماه مریخی)، می‌تواند ماه‌ها به طور مداوم کار کند.

تیم تحقیقاتی حتی نوسانات دمای شدید سیاره را شبیه‌سازی کردند تا عملکرد آن را بررسی کنند. باتری توانست در نقطه انجماد 0 درجه سانتی‌گراد کار کند و در این دما تراکم انرژی 373.9 وات ساعت به ازای هر کیلوگرم را نشان داد.

در بیانیه مطبوعاتی فرایند توضیح داده شده است: «فرایندهای شارژ و تخلیه باتری شامل تشکیل و تجزیه لیتیوم کربنات است، در حالی که مقادیر کمی از اکسیژن و مونوکسید کربن در جو مریخ به عنوان کاتالیزورهای واکنش عمل می‌کنند، که به طور قابل توجهی سرعت تبدیل دی‌اکسید کربن را افزایش می‌دهند.»

محققان همچنین طراحی باتری را بهینه‌سازی کردند تا عملکرد آن را بهبود بخشند. آنها می‌خواستند مقدار جوی مریخ که می‌تواند با الکترودهای باتری در هنگام شارژ و تخلیه واکنش کند را افزایش دهند، که به بهبود کارایی و ظرفیت انرژی باتری کمک خواهد کرد.

طراحی باتری شامل یک ساختار سلول تاشو بود، که امکان ایجاد سطح بیشتری برای تعامل جو مریخ با الکترودهای یکپارچه را فراهم می‌کرد.

پژوهشگران همچنین اندازه سلول‌های باتری را به 4 سانتی‌متر مربع افزایش دادند تا تراکم انرژی آن را بهبود بخشند (765 وات ساعت به ازای هر کیلوگرم و 630 وات ساعت به ازای هر لیتر).

پژوهش‌های آینده بر توسعه باتری‌های حالت جامد مریخ تمرکز خواهد کرد که می‌تواند چالش‌های فشار کم و نوسانات دما را پشت سر بگذارد و راه را برای سیستم‌های پیشرفته کاوش فضایی هموار کند.

یافته‌ها در مجله Science Bulletin منتشر شده است.