Unter der Anleitung von Professor Tan Bang, einem Wissenschaftler an 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 herrscht auf dem Mars eine raue Umgebung 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, und einem Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht von bis zu 60 °C.

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Illustrationsfoto. Fotoquelle: SCMP

Durch die Einführung von Marsbatterien wird nicht nur die Nutzlast von Raumfahrzeugen erheblich reduziert, sondern es werden auch Möglichkeiten für längere und weiter entfernteWeltraumerkundungen geschaffen. Das Besondere an diesem Batterietyp liegt in seinem effizienten Energieumwandlungsmechanismus und seiner hervorragenden Umweltanpassungsfähigkeit.

Den Autoren der Studie zufolge fungiert die Marsbatterie als „gieriger Esser“, der durch komplexe elektrochemische Reaktionen atmosphärische Bestandteile direkt als „Nahrung“ aufnimmt und so Geschenke der Natur in Elektrizität umwandelt. Bei leerem Akku wird die Batterie mithilfe von Solarenergie oder Kernenergie aufgeladen. Nach dem Selbstladen funktioniert die Batterie weiterhin normal.

Das Besondere an der Martian-Batterie ist ihre herausragende Leistung, selbst bei extremen Temperaturen. Bei 0 °C erreicht die Batterieenergiedichte 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 bei steigender Temperatur Spannungslücke, Lade-/Entladerate und Batterieleistungsdichte stabil. Um dieses Ergebnis zu erreichen, wandte das Forschungsteam eine fortschrittliche Technologie zur Elektrodenherstellung an 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 die volumetrische Energiedichte der Batterie einen Rekordwert von 630 Wh/l erreichte und die spezifische Energie 765 Wh/kg betrug, als das Forschungsteam die Batteriegröße auf 4 cm² vergrößerte.

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Zusammenfassung der experimentellen Ergebnisse von Mars-Batterien. Fotoquelle: Badiu

Auf die Frage, ob dieser Batterietyp dem solarbetriebenen Rover ähnelt, der nach Staubansammlungen auf dem Mars „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 Traum der Menschheit von interstellaren Reisen.

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