تحت إشراف البروفيسور تان بانج، الباحث في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، اخترع الباحث ما بعد الدكتوراه شياو شيو بطارية المريخ. ولا يمثل هذا النجاح تقدم البشرية في مجال استكشاف الفضاء فحسب، بل يوفر أيضًا حلًا غير مسبوق للطاقة. وبعد إجراء الكثير من الاختبارات، نُشرت الدراسة أخيرًا في مجلة Science Bulletin في أوائل أكتوبر.

في هذه الدراسة، أظهر الدكتور تيو هوك إبداعًا استثنائيًا من خلال تصميم نظام بطارية يستخدم الغلاف الجوي للمريخ مباشرة كوقود للعمل. وبناء على ذلك، يتمتع المريخ ببيئة قاسية مع غلاف جوي معقد يتكون من 95.32% من ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، و2.7% من النيتروجين، و1.6% من الأرجون، و0.13% من الأكسجين، و0.08% من أول أكسيد الكربون (CO)، وفارق في درجات الحرارة بين النهار والليل يصل إلى 60 درجة مئوية.

طبيبة شابة تبتكر بطارية فضائية مقاومة للبرد يمكن استخدامها على المريخ لمدة شهرين.jpg
صورة توضيحية. مصدر الصورة: صحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست

إن ظهور بطاريات المريخ لا يقلل بشكل كبير من حمولة المركبة الفضائية فحسب، بل يفتح أيضًا إمكانية استكشاف الفضاء لمسافات أطول وأبعد. إن ما يميز هذا النوع من البطاريات هو آلية تحويل الطاقة الفعالة والقدرة المتميزة على التكيف مع البيئة.

وبحسب مؤلفي الدراسة، فإن بطارية المريخ تعمل بمثابة "آكل جشع"، إذ تمتص المكونات الجوية بشكل مباشر باعتبارها "طعامًا"، من خلال تفاعلات كهروكيميائية معقدة، فتحول الهدايا من الطبيعة إلى كهرباء. في حالة انقطاع الطاقة، تستخدم البطارية الطاقة الشمسية أو تستخدم الطاقة النووية للشحن. بعد الشحن الذاتي، تستمر البطارية في العمل بشكل طبيعي.

الميزة الخاصة لبطارية Martian هي أدائها المتميز، حتى في درجات الحرارة القصوى. وفي حالة 0 درجة مئوية، تصل كثافة طاقة البطارية إلى مستوى مرتفع يبلغ 373.9 واط/كجم، وتبلغ دورة الشحن والتفريغ 1375 ساعة. وهذا يعني أن البطارية يمكن أن تعمل بثبات لمدة شهرين تقريباً على المريخ، مما يوفر طاقة كافية لتشغيل أدوات البحث وأنظمة الاتصالات والمعدات الداعمة للحياة.

بالإضافة إلى ذلك، مع ارتفاع درجة الحرارة، تظل فجوة الجهد ومعدل الشحن والتفريغ وكثافة طاقة البطارية مستقرة. ولتحقيق هذه النتيجة، استخدم فريق البحث تكنولوجيا تصنيع الأقطاب الكهربائية المتقدمة وصمم هيكل بطارية متعدد الطبقات، بهدف زيادة مساحة التلامس مع الغلاف الجوي وتحسين كثافة الطاقة وقوة الإخراج.

وتحديداً، أظهرت نتائج الاختبار أنه عندما قام فريق البحث بزيادة حجم البطارية إلى 4 سم²، وصلت كثافة الطاقة الحجمية للبطارية إلى مستوى قياسي بلغ 630 واط/لتر وكانت الطاقة النوعية 765 واط/كجم.

طبيبة شابة تبتكر بطارية فضائية مقاومة للبرد يمكن استخدامها على المريخ لمدة شهرين.png
ملخص النتائج التجريبية لبطاريات المريخ. مصدر الصورة: باديو

وعند سؤاله عما إذا كان هذا النوع من البطاريات يشبه المركبة التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي تدخل في حالة "سبات" على المريخ بعد تراكم الغبار، أكد دكتور تيو هوك أن تراكم الغبار لا يؤثر على أداء بطاريات المريخ.

وفي المستقبل، تواصل الطبيبة التركيز على تطوير بطاريات المريخ ذات الحالة الصلبة لحل المشاكل التقنية المتعلقة بالتبخر في البيئات منخفضة الضغط وعندما تتقلب درجات الحرارة. وفي الوقت نفسه، سيواصل فريق البحث استكشاف إمكانية دمج أنظمة إدارة الحرارة والضغط لبناء نظام طاقة متعدد الاستخدامات.

إن جهود فريق البحث هذه لا تعزز التطور الملحوظ لتكنولوجيا الطاقة الفضائية فحسب، بل تضع أيضًا أساسًا متينًا لاستكشاف الفضاء وتحقيق حلم البشرية في السفر بين النجوم.

علماء يبتكرون بطارية نووية ذات كفاءة أعلى بـ8000 مرة ويمكن استخدامها لمئات السنين الصين - ابتكر العالم وانج شو آو وزملاؤه في جامعة دونج وو (الصين) بطارية نووية ذات كفاءة أعلى بـ8000 مرة من البطاريات العادية.