Marte presenta un entorno natural muy complejo, caracterizado por una variedad de componentes gaseosos (95,32% de dióxido de carbono, 2,7% de nitrógeno, 1,6% de argón, 0,13% de oxígeno y 0,08% de monóxido de carbono), así como fluctuaciones extremas de temperatura, con temperaturas diurnas-La diferencia de temperatura entre la noche y la noche es de unos 60 °C.

Para abordar estos desafíos, el Prof. Peng Tan y el Dr. Xu Xiao han desarrollado una novedosa batería de Marte que utiliza de forma única la atmósfera marciana como combustible durante la descarga.Este enfoque reduce significativamente el peso de la batería, haciéndola más adecuada para misiones espaciales.

Su estudio, "Un alto-densidad de energíay batería de Marte de larga duración", espublicadoen el diarioBoletín científico.

Una vez agotada, la batería se puede recargar utilizandoenergía solarrecolectado de la superficie marciana, lo que le permite estar preparado para descargas posteriores.Además, el equipo simuló las condiciones de la superficie marciana, incluidas las fluctuaciones de temperatura, para desarrollar un sistema de batería de Marte capaz de generar energía de forma continua.

Los investigadores también demuestran que a una temperatura baja de 0 °C, la batería alcanza una densidad energética de hasta 373,9 Wh kg.^-1y un ciclo de vida de carga/descarga de 1.375 horas, lo que corresponde a aproximadamente dos meses marcianos de funcionamiento continuo.

Los procesos de carga y descarga de la batería implican la formación y descomposición de carbonato de litio, mientras que trazas de oxígeno ymonóxido de carbonoen la atmósfera marciana actúan como catalizadores de reacción, acelerando significativamente ladióxido de carbonoCinética de conversión.

El equipo maximizó el área de reacción efectiva de la atmósfera marciana mediante la preparación integrada de electrodos y un diseño de estructura de celda plegada.Ampliando el tamaño de la celda a 4 cm.², mejoraron aún más la densidad de energía de la batería de bolsa a 765 Wh kg^-1y 630 Wh l^-1.

Según los investigadores, este estudio ofrece una prueba de concepto crítica para la aplicación de baterías de Marte en entornos marcianos reales.

Su objetivo es avanzar en el desarrollo de baterías de estado sólido para Marte en investigaciones futuras, abordando los desafíos de la volatilización de electrolitos a baja presión y respaldando los sistemas de gestión térmica y barométrica.Este trabajo sienta un paso fundamental hacia el desarrollo de sistemas complementarios multienergéticos para la futura exploración espacial.

Más información:Xu Xiao et al, Una batería de Marte de alta densidad de energía y larga vida útil,Boletín científico(2024).DOI: 10.1016/j.scib.2024.06.033