Une avancée majeure dans l’exploration martienne pourrait transformer la recherche de l’énergie sur la planète rouge grâce à une innovation scientifique fascinante. Cette découverte offre des nouvelles perspectives passionnantes pour l’utilisation des ressources locales dans des missions futures, s’attaquant à un défi de taille pour les équipes d’exploration.
Un grand obstacle de l’exploration de Mars est d’assurer une source d’énergie consistante pour les bases, rovers et autres équipements. Pour cela, une équipe de scientifiques de l’Université de Science et Technologie de Chine a présenté une nouvelle solution : une batterie unique conçue pour exploiter l’atmosphère martienne comme combustible pendant la décharge.
Utilisation des gaz martiens
Cette approche réduit significativement le poids de la batterie, la rendant plus adaptée pour les missions spatiales.
Les chercheurs mentionnent dans leur communiqué de presse.
Mars est une planète austère avec une composition atmosphérique complexe. Elle est particulièrement riche en dioxyde de carbone (95,32 %), en azote (2,7 %), en argon (1,6 %), en oxygène (0,13 %) et en monoxyde de carbone (0,08 %). De plus, Mars présente des variations de température dramatiques d’environ 60 degrés Celsius entre le jour et la nuit.
Cette recherche démontre la viabilité de l’utilisation de « batteries martiennes » dans des conditions réelles sur Mars. Les chercheurs affirment que cette batterie peut utiliser directement les gaz de l’atmosphère martienne comme source de combustible.
Au lieu de stocker de l’énergie comme une batterie normale, la batterie martienne génère de l’électricité en réagissant en continu avec des produits chimiques tant que le combustible est disponible.
Lors de la décharge, les électrodes de la batterie interagissent avec les gaz martiens, créant une réaction chimique qui produit de l’électricité. Et lorsqu’elle est épuisée, elle peut être rechargée en utilisant l’énergie solaire ou nucléaire pour un fonctionnement soutenu.
La batterie peut fonctionner dans des conditions de froid extrême
Les fluctuations extrêmes de température sur Mars peuvent constituer un défi, mais cette batterie légère a été conçue pour y faire face. Curieusement, elle peut fonctionner en continu pendant des mois – avec un cycle de vie de charge/décharge de 1375 heures (environ deux mois martiens).
L’équipe a même simulé les fortes variations de température de la planète afin d’évaluer son rendement. La batterie a pu fonctionner au point de congélation de 0°C et a présenté une densité énergétique de 373,9 Wh/kg à ce niveau de température.
Le communiqué de presse explique le processus :
Les processus de charge et de décharge de la batterie impliquent la formation et la décomposition de carbonate de lithium, tandis que les quantités vestigiales d’oxygène et de monoxyde de carbone dans l’atmosphère martienne agissent comme catalyseurs de réaction, accélérant significativement la cinétique de conversion du dioxyde de carbone.
Les chercheurs ont également optimisé la conception de la batterie afin d’améliorer son rendement. Ils souhaitaient augmenter la quantité d’atmosphère martienne pouvant interagir avec les électrodes de la batterie pendant le chargement et le déchargement, ce qui aiderait à améliorer l’efficacité et la capacité énergétique de la batterie.
La conception de la batterie a incorporé une structure mobile pliée, permettant une plus grande surface pour que l’atmosphère martienne interagisse avec les électrodes intégrées. Ils ont également augmenté la taille des cellules de la batterie à 4 cm² pour améliorer leur densité énergétique (765 Wh kg-1 et 630 Wh l-1).
Les résultats ont été publiés dans la revue Science Bulletin.