La Cina sviluppa una batteria che si ricarica con l’atmosfera marziana, per l’esplorazione del Pianeta Rosso

Gli scienziati cinesi hanno sviluppato una batteria leggera e ricaricabile per l‘esplorazione di Marte, che potrebbe essere alimentata dall’atmosfera marziana e resistere alle temperature estreme del pianeta.

I ricercatori, dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina, hanno dichiarato che la batteria è in grado di “inalare direttamente l’atmosfera di Marte come combustibile” durante la scarica e la ricarica secondaria da fonti esterne di energia solare e nucleare.

Secondo il documento pubblicato dalla rivista peer-reviewed Science Bulletin, la batteria può funzionare per oltre 1.350 ore – quasi due mesi marziani – a zero gradi Celsius (32 Fahrenheit). Un giorno su Marte dura circa 40 minuti in più rispetto alla Terra.

I ricercatori hanno dichiarato di aver progettato la batteria in modo che potesse funzionare anche in presenza di variazioni di temperatura estreme su Marte, dove il giorno e la notte possono variare fino a 60 gradi.
“Abbiamo sviluppato [la] batteria per l’esplorazione spaziale alimentata direttamente dall’atmosfera di Marte e valutato le prestazioni elettrochimiche ad ampia temperatura per adattarle alle forti fluttuazioni di temperatura su Marte”, hanno scritto i ricercatori.

“Lo sviluppo delle batterie per Marte ha lo scopo di mettere a confronto la monopolizzazione delle batterie secondarie [agli ioni di litio] trasportate nei dispositivi di esplorazione, dal rover americano Sojourner del 1997 al rover cinese Zhurong del 2021”.

Il rover marziano cinese Zhurong

L’autore dello studio Xiao Xu, ricercatore post-dottorato presso l’università di Hefei, nella provincia di Anhui, nel sud-est della Cina, ha affermato che la batteria funziona come una cella a combustibile, che converte le reazioni chimiche di una fonte di energia in elettricità.

“Proprio come una cella a combustibile idrogeno-ossigeno usa l’idrogeno come combustibile per generare energia, la batteria di Marte prende come ‘combustibile’ gas come l’anidride carbonica, l’ossigeno e il monossido di carbonio dall’atmosfera marziana”, ha detto.

“La batteria produce energia elettrica in loco utilizzando risorse locali attraverso reazioni elettrochimiche o chimiche. Ciò significa che non è necessario trasportare il carburante su Marte, riducendo notevolmente il peso della batteria”.

Alla domanda sul destino di Zhurong – il rover cinese a energia solare che è in ibernazione su Marte dopo che l’accumulo di polvere ha limitato la quantità di luce solare che poteva ricevere – Xiao ha detto che i pannelli solari non saranno l’unico modo per ricaricare la nuova batteria.

“L’accumulo di polvere sui pannelli solari potrebbe non diventare necessariamente un fattore limitante per le prestazioni della batteria di Marte”, ha detto.

Secondo il team, i rover e le altre attrezzature per l’esplorazione di Marte sono alimentati principalmente da batterie portatili agli ioni di litio, oltre che da pannelli solari su larga scala e batterie nucleari. “Le batterie ricaricabili [agli ioni di litio] sono state applicate in quasi tutti i rover di Marte e anche nei primi elicotteri marziani, utilizzati in combinazione con le batterie nucleari [per i rover statunitensi] Perseverance e Curiosity, o con i pannelli solari – per esempio, Zhurong”, hanno detto.

Secondo Xiao, i rover esplorativi sul pianeta rosso continueranno a dipendere da più fonti di energia per i loro sistemi di alimentazione. “La batteria per Marte non sostituisce alcuna fonte – mira a fornire un’opzione aggiuntiva per l’alimentazione”.

Xiao ha detto che il team spera di basarsi sullo studio di prova e di sviluppare ulteriormente le batterie marziane a stato solido, affrontando il problema della volatilizzazione dell’elettrolita a basse pressioni e supportando i sistemi di gestione termica e barometrica.
Il lavoro ha gettato le basi per sistemi multi-energetici complementari per le future esplorazioni spaziali.