Ilmuwan Mengembangkan Baterai Jenis Baru yang Dapat Memberikan Energi di Mars
Peneliti USTC menciptakan baterai berenergi tinggi dengan menggunakan Mars' Atmosfer yang kaya CO2, menunjukkan potensi solusi energi jangka panjang di lingkungan Mars.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Prof Peng Tan dari Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok (USTC), bagian dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok (CAS), telah mengembangkan jenis baterai baru yang dirancang untuk menyediakan energi di Mars. Baterai inovatif ini memanfaatkan komponen atmosfer Mars sebagai bahan bakar untuk reaksinya, menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi dan stabilitas siklus yang lebih lama dibandingkan desain sebelumnya. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Buletin Sains.
Karena kandungan karbon dioksida di atmosfer Mars mencapai 95,32%, baterai yang menggunakan litium dan karbon dioksida sebagai reaktan dianggap memiliki aplikasi potensial dalam eksplorasi Mars.
Namun, lingkungan kompleks di Mars, yang mencakup banyak komponen gas dan fluktuasi suhu yang intens, sering kali diabaikan. Dalam kisaran 0-60℃, kinerja elektrokimia baterai Mars menunjukkan ketergantungan suhu yang signifikan.
Baterai yang Dirancang untuk Kondisi Mars
Untuk mengatasi masalah ini, tim melakukan simulasi lingkungan nyata di permukaan Mars dan mengembangkan sistem baterai Mars yang menggunakan atmosfer Mars sebagai bahan bakar langsung, sehingga menghasilkan keluaran energi listrik yang berkelanjutan. Pada suhu rendah 0℃, kepadatan energi baterai diukur menjadi 373,9Wh/kg, dengan siklus hidup 1375 jam (kira-kira 2 bulan Mars).
Secara khusus, baterai mengalami reaksi elektrokimia yang melibatkan pembentukan dan dekomposisi litium karbonat selama pengisian dan pengosongan. Dengan memanfaatkan persiapan elektroda terintegrasi dan struktur baterai yang dapat dilipat, tim memperbesar ukuran sel menjadi 2×2cm2, sehingga semakin meningkatkan kepadatan energi baterai kantong menjadi 765 Wh/kg dan 630 Wh/L.
Studi ini secara konseptual memvalidasi potensi penggunaan baterai Mars dalam kondisi Mars yang sebenarnya dan membuka jalan bagi pengembangan sistem pelengkap multi-energi untuk misi luar angkasa di masa depan.
Referensi: “Baterai Mars dengan kepadatan energi tinggi dan masa pakai siklus yang panjang” oleh Xu Xiao, Zhuojun Zhang, Aijing Yan, dan Peng Tan, 28 Juni 2024, Buletin Sains.
DOI: 10.1016/j.scib.2024.06.033
