CHINA – Um eine stabile Energiequelle für die Marserkundung zu gewährleisten, hat Dr. Xiao Xu eine kältebeständige Weltraumbatterie entwickelt, die Energie aus der Atmosphäre bezieht.
Unter der Anleitung von Professor Tan Bang, einem Wissenschaftler der University of Science and Technology of China, erfand der Postdoktorand Xiao Xu die Mars-Batterie. Dieser Erfolg markiert nicht nur den Fortschritt der Menschheit in der Weltraumforschung, sondern bietet auch eine beispiellose Energielösung. Nach zahlreichen Tests wurde die Studie Anfang Oktober schließlich in der Fachzeitschrift Science Bulletin veröffentlicht.
In dieser Studie bewies Dr. Tieu Huc außergewöhnliche Kreativität, indem er ein Batteriesystem entwarf, das die Marsatmosphäre direkt als Treibstoff für den Betrieb nutzt. Dementsprechend herrschen auf dem Mars raue Umgebungsbedingungen mit einer komplexen Atmosphäre, die aus 95,32 % Kohlendioxid (CO₂), 2,7 % Stickstoff, 1,6 % Argon, 0,13 % Sauerstoff und 0,08 % Kohlenmonoxid (CO) besteht, sowie einem Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht von bis zu 60℃.
Durch die Einführung von Marsbatterien lässt sich nicht nur die Nutzlast von Raumfahrzeugen erheblich reduzieren, sondern es ergeben sich auch Möglichkeiten für längere und weiter entfernte Weltraumerkundungen. Das Besondere an diesem Batterietyp liegt in seinem effizienten Energieumwandlungsmechanismus und seiner hervorragenden Umweltanpassungsfähigkeit.
Den Autoren der Studie zufolge fungiert die Mars-Batterie als „gieriger Esser“, der durch komplexe elektrochemische Reaktionen atmosphärische Bestandteile direkt als „Nahrung“ aufnimmt und so Gaben der Natur in Elektrizität umwandelt. Bei leerem Akku wird die Batterie mithilfe von Sonnenenergie oder Kernenergie aufgeladen. Nach der Selbstaufladung funktioniert die Batterie weiterhin normal.
Das Besondere an der Martian-Batterie ist ihre herausragende Leistung, selbst bei extremen Temperaturen. Bei 0 °C erreicht die Energiedichte der Batterie immer noch ein hohes Niveau von 373,9 Wh/kg und der Lade-Entladezyklus beträgt 1.375 Stunden. Das bedeutet, dass die Batterie auf dem Mars etwa zwei Monate lang stabil betrieben werden kann und genügend Energie für den Betrieb von Forschungsinstrumenten, Kommunikationssystemen und lebenserhaltenden Geräten liefert.
Darüber hinaus bleiben Spannungslücke, Lade-/Entladerate und Batterieleistungsdichte bei steigender Temperatur stabil. Um dieses Ergebnis zu erreichen, verwendete das Forschungsteam fortschrittliche Elektrodenherstellungstechnologie und entwarf eine geschichtete Batteriestruktur mit dem Ziel, die Kontaktfläche mit der Atmosphäre zu maximieren und die Energiedichte und Ausgangsleistung zu verbessern.
Konkret zeigten die Testergebnisse, dass, als das Forschungsteam die Größe der Batterie auf 4 cm² vergrößerte, die volumetrische Energiedichte der Batterie einen Rekordwert von 630 Wh/l erreichte und die spezifische Energie 765 Wh/kg betrug.
Auf die Frage, ob dieser Batterietyp dem solarbetriebenen Rover ähnelt, der auf dem Mars nach Staubansammlungen „Winterschlaf hält“, bestätigte Dr. Tieu Huc, dass Staubansammlungen die Leistung von Marsbatterien nicht beeinträchtigen.
Auch in Zukunft konzentriert sich die Ärztin auf die Entwicklung von Festkörper-Marsbatterien, um technische Probleme im Zusammenhang mit der Verdunstung bei niedrigem Druck und schwankenden Temperaturen zu lösen. Gleichzeitig wird das Forschungsteam die Integration von Wärme- und Druckmanagementsystemen weiter erforschen, um ein vielseitiges Energiesystem aufzubauen.
Diese Bemühungen des Forschungsteams fördern nicht nur die bemerkenswerte Entwicklung der Weltraumenergietechnologie, sondern legen auch eine solide Grundlage für die Weltraumforschung und verwirklichen den Menschheitstraum von interstellaren Reisen.
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Quelle: https://vietnamnet.vn/nu-tien-si-tre-tao-ra-pin-vu-tru-chiu-lanh-dung-tren-sao-hoa-2-thang-2334437.html
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