中国科学技術大学の学者、譚鵬教授の指導の下、ポスドク研究員の肖旭氏が火星バッテリーを発明しました。この成功は、人類の宇宙探査の旅における大きな前進を示すだけでなく、前例のないエネルギーソリューションを提供するものです。多くの検証を経て、この研究は10月初旬にサイエンス・ブレティン誌に掲載されました。

本研究において、肖徐博士は火星の大気を直接燃料として利用する電池システムを設計するという並外れた創造性を発揮しました。火星は、二酸化炭素（CO₂）95.32%、窒素2.7%、アルゴン1.6%、酸素0.13%、一酸化炭素（CO）0.08%からなる複雑な大気と、昼夜の気温差が最大60℃にも及ぶ過酷な環境です。

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写真はイメージです。写真提供：SCMP

火星バッテリーの登場は、宇宙船のペイロードを大幅に削減するだけでなく、より遠く、より長期間の宇宙探査の可能性を切り開きます。このタイプのバッテリーの特徴は、効率的なエネルギー変換機構と優れた環境適応性にあります。

研究著者によると、火星のバッテリーは「貪欲な食人」のように機能し、大気中の成分を「食料」として直接吸収し、複雑な電気化学反応を通じて自然からの恵みを電気に変換する。バッテリーの電力がなくなると、バッテリーは太陽エネルギーや原子力エネルギーを利用して充電する。そして、自らエネルギーを供給した後は、正常に動作し続ける。

火星バッテリーの特徴は、極寒下でも優れた性能を発揮することです。0℃でもエネルギー密度は373.9Wh/kgと高く、充放電サイクルは1,375時間です。つまり、火星上で約2ヶ月間安定して動作し、研究機器、通信システム、生命維持装置に十分な電力を供給できることになります。

さらに、温度が上昇しても、電圧差、充放電速度、電池出力密度は安定しています。この結果を達成するために、研究チームは高度な電極製造技術を応用し、層状の電池構造を設計することで、大気との接触面積を最大化し、エネルギー密度と出力を向上させました。

具体的には、研究チームがバッテリーのサイズを4cm²に拡大したところ、バッテリーの体積エネルギー密度が過去最高の630Wh/lに達し、比エネルギーは765Wh/kgになったことがテスト結果で明らかになった。

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火星バッテリーの実験結果のまとめ。写真提供：バディウ

このタイプのバッテリーは、塵が積もった後に火星で「冬眠」している太陽光発電ローバーに似ているかと尋ねられると、ティエウ・ハック博士は、塵の積もりが火星バッテリーの性能に影響を与えないと断言した。

今後、女性医師は低圧環境や温度変動時の蒸発に関する技術的課題を解決するため、固体火星電池の開発に注力していきます。同時に、研究チームは熱管理システムと圧力管理システムの統合をさらに検討し、汎用性の高いエネルギーシステムを構築していきます。

研究チームのこうした努力は、宇宙エネルギー技術の目覚ましい発展を促進するだけでなく、宇宙探査の強固な基盤を築き、人類の星間旅行の夢を実現するものでもあります。

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