화성은 이산화탄소 95.32%, 질소 2.7%, 아르곤 1.6%, 산소 0.13%, 일산화탄소 0.08% 등 다양한 가스 성분과 날마다 극심한 온도 변동을 겪는 매우 복잡한 자연 환경을 제공합니다.-밤사이의 기온차는 약 60°C입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 Peng Tan 교수와 Xu Xiao 박사는 방전 중 화성 대기를 연료로 독특하게 활용하는 새로운 화성 배터리를 개발했습니다.이 접근 방식은 배터리 무게를 크게 줄여 우주 임무에 더욱 적합하게 만듭니다.

그들의 연구는 "A high-에너지 밀도그리고 수명이 긴 화성 배터리"는출판됨일지에과학 게시판.

배터리가 방전되면 다음을 사용하여 배터리를 재충전할 수 있습니다.태양 에너지화성 표면에서 수확하여 후속 방전에 대비할 수 있습니다.또한, 연구팀은 온도 변화 등 화성 표면 조건을 시뮬레이션하여 지속적인 전력 출력이 가능한 화성 배터리 시스템을 개발했습니다.

연구원들은 또한 0°C의 저온에서 배터리가 최대 373.9Wh/kg의 에너지 밀도를 달성한다는 것을 입증했습니다.^-11,375시간의 충전/방전 주기 수명은 화성에서 약 2개월의 연속 작동에 해당합니다.

배터리의 충전 및 방전 과정에는 탄산리튬의 형성과 분해가 포함되며, 미량의 산소와일산화탄소화성 대기에서는 반응 촉매 역할을 하여이산화탄소변환 동역학.

연구팀은 통합 전극 준비와 접힌 셀 구조 설계를 통해 화성 대기의 유효 반응 영역을 극대화했습니다.셀 크기를 4cm로 확대하여², 파우치 배터리의 에너지 밀도를 765Wh/kg으로 더욱 향상시켰습니다.^-1그리고 630Wh l^-1.

연구원들에 따르면, 이 연구는 실제 화성 환경에서 화성 배터리를 적용하는 데 중요한 개념 증명을 제공합니다.

그들은 향후 연구에서 고체 화성 배터리 개발을 진전시켜 저압 하에서 전해질 휘발 문제를 해결하고 열 및 기압 관리 시스템을 지원하는 것을 목표로 하고 있습니다.이 연구는 미래 우주 탐사를 위한 다중 에너지 보완 시스템 개발을 향한 기초 단계를 마련합니다.

추가 정보:Xu Xiao 등, 에너지 밀도가 높고 수명이 긴 화성 배터리,과학 게시판(2024).DOI: 10.1016/j.scib.2024.06.033