Çin Elm və Texnologiya Universitetinin (USTC) professoru Tan Pengin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu Mars qaz batareyalarının (LMGBs) temperatur tənzimləmə mexanizmini açıqlayıb. Bu tədqiqat, Marsın mürəkkəb təbii mühitində batareyaların daha effektiv işləməsi üçün nəzəri əsas təmin edir. Tədqiqatın nəticələri "Advanced Functional Materials" jurnalında dərc olunub.

Marsın çətin mühiti və LMGB texnologiyası

Marsın təbii mühiti çox mürəkkəbdir. Burada müxtəlif qazlar və kəskin temperatur dəyişiklikləri mövcuddur. LMGB-lər, Marsda birbaşa elektrik enerjisi istehsal etmək qabiliyyətinə görə gələcək Mars bazaları üçün əsas enerji mənbəyi kimi qiymətləndirilir. Lakin geniş temperatur diapazonunda reaksiya yollarının mürəkkəbliyi və interfeys nasazlıqlarının asanlıqla baş verməsi bu batareyaların tətbiqini məhdudlaşdırır.

Temperaturun LMGB performansına təsiri

Tədqiqatçılar temperaturun iki-elektron və dörd-elektron prosesləri arasındakı simmetrik rəqabəti tənzimləməklə batareyanın performansını müəyyən etdiyini aşkar ediblər. Aşağı temperaturlarda LMGB-lərin tutumunun azalmasının əsas səbəbi həddindən artıq amorf karbonun yaratdığı interfeys passivləşməsi idi. Temperatur artdıqca, batareyanın boşalma reaksiyası dörd-elektron yolundan (bərk karbon istehsalı) iki-elektron yoluna (qaz karbonmonoksid istehsalı) keçirdi. Bu keçid reaksiyanın kinetikasını iki dəfə artırırdı.

Yüksək temperaturun faydaları

Batareyanın boşalma reaksiyasında yüksək temperatur aktiv maddələrin, məsələn, singlet oksigenin (1O2) yaranmasını stimullaşdırır. Bu, litium karbonatın (Li2CO3) parçalanma səmərəliliyini artırırdı. Li2CO3 izolyasiya olunmuş üçölçülü strukturlarda böyüyür, karbon qazının konsentrasiyası isə interfeysdə dörd dəfə artırdı.

Temperatur-adaptiv doldurma protokolu

Tədqiqatçılar, gündüz yüksək temperaturdan effektiv parçalanma rejimlərini işə salmaq, gecələr isə qoruyucu yavaş doldurma strategiyalarını tətbiq etmək üçün temperatur-adaptiv doldurma protokolu təqdim ediblər. Bu protokol amorf karbonun yaranmasını azaltmaq və bərk məhsulların morfologiyasını optimallaşdırmaqla batareyanın gücünü artırır. Bu, Mars roverinin gecə-gündüz fasiləsiz işləməsini mümkün edir.

Tədqiqatın nəticələri gələcək Mars missiyalarında enerji təminatı üçün böyük perspektivlər vəd edir.