중국 과학 기술대학의 학자 탄방 교수의 지도 하에, 박사후 연구원 샤오 쉬가 화성 배터리를 발명했습니다. 이러한 성공은 인류의 우주 탐사에 있어서의 진전을 의미할 뿐만 아니라, 전례 없는 에너지 솔루션을 제공했습니다. 많은 실험 끝에, 이 연구는 마침내 10월 초에 Science Bulletin 저널 에 게재되었습니다.

이 연구에서 티에우 훅 박사는 화성 대기를 연료로 직접 사용하는 배터리 시스템을 설계하여 뛰어난 창의성을 보여주었습니다. 따라서 화성은 이산화탄소(CO₂) 95.32%, 질소 2.7%, 아르곤 1.6%, 산소 0.13%, 일산화탄소(CO) 0.08%로 구성된 복잡한 대기를 가지고 있으며, 낮과 밤의 온도차가 최대 60℃에 달하는 혹독한 환경을 가지고 있습니다.

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일러스트 사진. 사진 출처: SCMP

화성 배터리의 등장은 우주선의 탑재량을 크게 줄일 뿐만 아니라, 더 길고 먼 우주 탐사 의 가능성을 열어주었습니다. 이 유형의 배터리의 특별한 점은 효율적인 에너지 변환 메커니즘과 뛰어난 환경 적응성에 있습니다.

연구 저자들에 따르면, 화성 배터리는 "탐욕스러운 포식자"처럼 작용하여 복잡한 전기화학 반응을 통해 대기 성분을 "음식"으로 직접 흡수하고 자연이 준 선물을 전기로 변환합니다. 전력이 공급되지 않으면 배터리는 태양 에너지를 활용하거나 핵 에너지를 사용하여 충전합니다. 배터리는 자체 충전 후 정상적으로 작동합니다.

마션 배터리의 특징은 극한의 온도에서도 뛰어난 성능을 발휘한다는 것입니다. 0℃의 경우 배터리 에너지 밀도는 여전히 373.9Wh/kg의 높은 수준에 도달하고 충방전 사이클은 1,375시간입니다. 즉, 배터리는 화성에서 약 2개월 동안 안정적으로 작동하여 연구 도구, 통신 시스템, 생명 유지 장비에 전력을 공급할 수 있는 충분한 에너지를 제공할 수 있습니다.

또한, 온도가 증가함에 따라 전압 차이, 충전-방전 속도, 배터리 전력 밀도는 안정적으로 유지됩니다. 이러한 결과를 얻기 위해 연구팀은 첨단 전극 제작 기술을 적용하고 적층형 배터리 구조를 설계하여 대기와의 접촉 면적을 최대화하고 에너지 밀도와 출력을 향상시키는 것을 목표로 했습니다.

구체적으로, 연구팀이 배터리 크기를 4cm²로 늘렸을 때, 배터리의 체적 에너지 밀도는 630Wh/l로 역대 최고치를 기록했고, 비에너지는 765Wh/kg으로 나타났습니다.

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화성 배터리의 실험 결과 요약. 사진 출처: 바디우

이러한 유형의 배터리가 먼지가 쌓인 후 화성에서 "동면"하는 태양열 로버와 비슷한지 묻는 질문에 티에우 훅 박사는 먼지 축적이 화성 배터리의 성능에 영향을 미치지 않는다고 단언했습니다.

여의사는 앞으로 저압 환경이나 온도 변동에 따른 증발과 관련된 기술적 문제를 해결하기 위해 고체 화성 배터리 개발에 계속 집중할 예정이다. 동시에 연구팀은 다용도 에너지 시스템을 구축하기 위해 열 및 압력 관리 시스템을 통합하는 방법을 더욱 탐구할 것입니다.

연구팀의 이러한 노력은 우주 에너지 기술의 놀라운 발전을 촉진할 뿐만 아니라, 우주 탐사를 위한 튼튼한 기반을 마련하고 인류의 성간 여행 꿈을 실현하는 데에도 도움이 될 것입니다.

과학자들이 일반 배터리보다 8,000배 더 효율적이고 수백 년 동안 사용 가능한 핵 배터리를 개발했습니다 . 중국 - 과학자 Vuong Thu Ao와 동응오 대학(중국)의 동료들은 일반 배터리보다 8,000배 더 효율적인 핵 배터리를 개발했습니다.