Steckdosen sind auf dem Mars selten. Alle Geräte vor Ort werden mit Batterien betrieben. Aus diesem Grund versuchten chinesische Forscher, ein spezifisches Modell für den Roten Planeten zu entwerfen. Die Grundidee bestand darin, eine konstante Energieversorgung vor Ort sicherzustellen.
Zu diesem Zweck versuchte ein Team der University of Science and Technology of China, die direkt auf dem Mars vorhandenen Ressourcen zu nutzen, um einen langfristigen Betrieb sicherzustellen, so Interesting Engineering. Wissenschaftlern ist es somit gelungen, die Atmosphäre des Planeten zu nutzen, um ihn in Treibstoff umzuwandeln.
Eine komplexe Atmosphäre, die dem Lade-/Entladezyklus einer Batterie dient
„Dieser Ansatz reduziert das Gewicht der Batterie erheblich und macht sie dadurch besser für Weltraummissionen geeignet.“erläutern die Forscher in einer Pressemitteilung.
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In der Marsatmosphäre finden wir Kohlendioxid (95,32 %), Stickstoff (2,7 %), Argon (1,6 %), Sauerstoff (0,13 %) und Kohlenmonoxid (0,08 %). Abgesehen von dieser komplexen Verteilung besteht jedoch aus technologischer Sicht einer der Nachteile bei der Entwicklung eines für den Mars bestimmten Produkts in seinem Temperaturbereich, der zwischen Tag und Nacht um etwa 60 °C schwankt.
Doch laut der Studie chinesischer Forscher zeigt die Batterie kein klassisches Verhalten. Wenn es nicht genutzt wird, versorgen Sonnenkollektoren es mit Energie. Doch während ihres Einsatzes interagieren die Elektroden mit den auf dem Mars vorhandenen Gasen, um eine chemische Reaktion auszulösen, die Strom erzeugt.
Eine spezielle Batteriestruktur zur Verbesserung ihres Betriebs
„Bei Lade- und Entladevorgängen von Batterien kommt es zur Bildung und Zersetzung von Kohlendioxid. Lithiumwährend Spuren von Sauerstoff und Kohlenmonoxid in der Marsatmosphäre als Reaktionskatalysatoren wirken und die Kinetik der Kohlendioxidumwandlung erheblich beschleunigen.“Details der Pressemitteilung.
Um diese Mechanik zu optimieren, entwickelten Wissenschaftler eine Batterie mit einer gefalteten Zellstruktur, die die Oberfläche für die Interaktion mit der Marsatmosphäre und den integrierten Elektroden vergrößerte. Durch mehr Wechselwirkungen zwischen Elektrode und Atmosphäre werden die Effizienz und die Energiekapazität der Batterie verbessert.
Das Modell könnte den starken Temperaturschwankungen des Planeten standhalten und würde auch dann funktionieren, wenn die Temperatur 0 °C erreicht. Und das alles mit einer hohen Langlebigkeit, da der Akku mit einem Lade-/Entladezyklus von 1.375 Stunden (oder etwas mehr als acht Wochen) monatelang ununterbrochen verwendet werden kann.
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