Um grande obstáculo da exploração de Marte é assegurar uma fonte de energia consistente para as bases, rovers e outros equipamentos. Por isso, uma equipa de cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China apresentou uma nova solução – uma bateria única concebida para aproveitar a atmosfera marciana como combustível durante a descarga.
Aproveitamento dos gases marcianos
Esta abordagem reduz significativamente o peso da bateria, tornando-a mais adequada para missões espaciais.
Referem os investigadores no comunicado de imprensa.
Marte é um planeta agreste com uma composição atmosférica complexa. Está particularmente cheio de dióxido de carbono (95,32%), azoto (2,7%), árgon (1,6%), oxigénio (0,13%) e monóxido de carbono (0,08%). Além disso, Marte regista diferenças dramáticas de temperatura de cerca de 60 graus Celsius entre o dia e a noite.
Esta investigação demonstra a viabilidade da utilização de “baterias de Marte” em condições marcianas reais. Os investigadores afirmam que esta bateria pode utilizar diretamente os gases da atmosfera marciana como fonte de combustível.
Em vez de armazenar energia como uma bateria normal, a bateria de Marte gera eletricidade reagindo continuamente com produtos químicos enquanto o combustível estiver disponível.
Durante a descarga, os elétrodos da bateria interagem com os gases marcianos, criando uma reação química que produz eletricidade. E quando se esgota, pode ser recarregada utilizando energia solar ou nuclear para um desempenho sustentado.
A bateria pode funcionar em condições de frio extremo
As flutuações extremas de temperatura em Marte podem ser um desafio, mas esta bateria leve foi construída para as suportar. Curiosamente, pode funcionar continuamente durante meses – com um ciclo de vida de carga/descarga de 1375 horas (cerca de dois meses marcianos).
A equipa chegou mesmo a simular as duras variações de temperatura do planeta para verificar o seu desempenho. A bateria foi capaz de funcionar no ponto de congelação de 0°C e apresentou uma densidade de energia de 373,9 Wh/kg a este nível de temperatura.
O comunicado de imprensa explica o processo:
Os processos de carga e descarga da bateria envolvem a formação e decomposição de carbonato de lítio, enquanto as quantidades vestigiais de oxigénio e monóxido de carbono na atmosfera marciana atuam como catalisadores de reação, acelerando significativamente a cinética de conversão do dióxido de carbono.
Os investigadores também otimizaram o design da bateria para melhorar o seu desempenho. Pretendiam aumentar a quantidade de atmosfera marciana que poderia interagir com os elétrodos da bateria durante o carregamento e o descarregamento, o que ajudaria a melhorar a eficiência e a capacidade energética da bateria.
A conceção da bateria incorporou uma estrutura celular dobrada, o que permitiu uma maior área de superfície para a atmosfera marciana interagir com os elétrodos integrados. Também aumentaram o tamanho das células da bateria para 4 cm² para melhorar a sua densidade energética (765 Wh kg-1 e 630 Wh l-1).
Os resultados foram publicados na revista Science Bulletin.
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