La llegada de los humanos a Marte es una meta cada vez más cercana, pero los desafíos que enfrenta esta misión son considerables. Uno de los principales obstáculos es garantizar una fuente de energía constante y eficiente para las bases, vehículos y equipos necesarios para la exploración y futura colonización del planeta rojo. Con recursos limitados y un entorno hostil, cada gramo de peso que se envía a Marte cuenta.
Transportar grandes infraestructuras energéticas al planeta es una tarea costosa y poco práctica. Por ello, un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha propuesto una solución innovadora: una batería única que aprovecha la atmósfera marciana como combustible durante su descarga. Esta propuesta no solo reduce el peso de la batería, sino que la hace más adecuada para misiones espaciales.
Marte cuenta con una atmósfera compleja, compuesta principalmente por dióxido de carbono (95,32%), nitrógeno (2,7%), argón (1,6%), oxígeno (0,13%) y monóxido de carbono (0,08%). Estas condiciones, junto con las drásticas variaciones de temperatura, representan un reto. Sin embargo, los investigadores han demostrado que la nueva batería puede funcionar en este entorno extremo, utilizando los gases disponibles como fuente de energía, de manera similar a cómo operan las pilas de combustible.
En lugar de almacenar energía como lo hacen las baterías convencionales, la «batería marciana» genera electricidad al interactuar continuamente con los componentes de la atmósfera marciana, siempre que haya suficiente «combustible» disponible. Durante la descarga, los electrodos de la batería reaccionan con los gases de Marte, produciendo energía mediante un proceso químico.
Una de las ventajas clave de esta batería es su capacidad para recargarse utilizando energía solar o nuclear, lo que garantiza un rendimiento sostenido a lo largo del tiempo. Según los científicos, una vez agotada, la batería puede recargarse con la energía solar recolectada en la superficie de Marte, permitiendo su preparación para futuras descargas.
Además, la batería ha sido diseñada para soportar las extremas fluctuaciones de temperatura en Marte, que pueden variar hasta 60°C entre el día y la noche. Sorprendentemente, puede funcionar de manera continua durante meses, con un ciclo de carga/descarga que alcanza las 1.375 horas, lo que equivale aproximadamente a dos meses marcianos.
Para garantizar su funcionamiento en las duras condiciones marcianas, los investigadores simularon las variaciones de temperatura del planeta. La batería operó eficazmente incluso en temperaturas de congelación, alcanzando una densidad energética de 373,9 Wh/kg a 0°C.
El proceso de carga y descarga de la batería implica la formación y descomposición de carbonato de litio, mientras que pequeñas cantidades de oxígeno y monóxido de carbono presentes en la atmósfera de Marte actúan como catalizadores de la reacción, acelerando significativamente la conversión de dióxido de carbono.
Para mejorar aún más la eficiencia de la batería, los investigadores optimizaron su diseño, ampliando la superficie de los electrodos que interactúan con la atmósfera marciana. Incorporaron una estructura plegada en las celdas de la batería, lo que permite una mayor interacción entre el aire marciano y los electrodos. Asimismo, aumentaron el tamaño de las celdas a 4 cm², logrando una densidad energética de 765 Wh/kg y 630 Wh/l.
