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(2022-04-30 12:40:16)
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研究称太阳能光伏可以为人类评定的火星定居点提供燃料
装骚人 Bruce Dorminey
Apr 28, 2022,03:48am EDT
我报道航空航天、天文学并主持宇宙争议播客。
一位艺术家的一个由光伏发电驱动的火星生物制造厂的渲染，该工厂能够合成食品和药品，制造生物聚合物和回收生物废物。
鉴于火星的全球沙尘暴历史，谁会已经想到太阳能为在红色星球上的未来人类定居点提供地表能量会与核能竞争呢？但这正是加州大学伯克利分校的研究人员撰写的一篇刚刚发表在《天文学与空间科学前沿》（Frontiers in Astronomy and Space Sciences）杂志上的新论文指明的。
太阳能作为一个火星电力竞争者的崛起被直接相关到光伏将太阳光转化为电能的效率中的革命性提高。如果太阳能光伏发电在火星上现实生活中证明是可行的，几十年来关于怎样在不诉诸核能扩大火星探测规模的争论将最终平息。反过来，这种新的太阳能动力可能帮助在地球上滋生更有效的太阳能发电的新手段。
加州大学伯克利分校的研究人员说，最新太阳能电池技术的高效率轻巧性和灵活性意味着光伏发电可以为一个到火星的长期使命所需的提供所有电力，甚至是那里的一个永久定居点。
该大学说，该团队的方法是对一个涉及在返回地球之前一个480天呆在火星表面的六人火星扩展使命来正面比较这两种技术。
加州大学伯克利分校说，他们的分析发现了对于几乎超过火星表面一半的定居点场所，如果你考虑到太阳能电池板的重量和它们的效率，太阳能是可以与核能相媲美或更好。该大学说，也就是说，只要使用一些白天的能量来生产用于燃料电池的氢气为在夜间或沙尘暴期间殖民地提供动力。
该论文的两位第一作者之一加州大学伯克利分校生物工程博士生阿龙波尔丽娜在一份声明中说，“与分子氢中某些储能结构耦合的光伏发电产生优于这颗行星表面50%以上的核聚变反应堆，主要是那些在赤道带周围的区域内”。
但仅用电解光伏发电------用电力将水分解成氢气和氧气------是与核电竞的。加州大学伯克利分校报道，事实证明了在这颗行星表面上一半的地方，每公斤比核能更有成本效益。
迄今为止，人们假定了鉴于火星与太阳的距离及它的大气层中尘埃的问题，核能会最终需要变成主要动力源，为早期的长期火星殖民地提供足够的电力。
但作者发现了另外的
他们写道，“我们表明基于光伏的电力系统将对在这颗行星表面的很大一部分上长时间维持一个有人的前哨站是充足的和实用的”。
如果太阳能电池光伏技术在过去二十年中没有发生翻天覆地的变化，这一切都是不可能的。
共同第一作者，化学与生物分子工程系的研究生安索尼阿贝尔告诉我，在过去十年左右的时间里，一项重大创新是开发轻重量、灵活的太阳能电池板。使用这些更新的技术，太阳能电池板的质量减少很多，因此你最终会与核能竞争。
火星表面的哪个部分最适合太阳能？
波尔丽娜告诉我，“总体结果是越靠近赤道，太阳能比核能越好，而更靠近两极，核能比太阳能好”。
波尔丽娜说，杰泽罗和盖尔陨石坑------火星毅力号和好奇号火星车的着陆点------落入其中太阳能技术有一个优势的纬度内。
加州大学伯克利分校指出，例如，对于一个赤道附近的着陆点，他们估计太阳能电池板加上储氢的重量约为8.3吨，而千动力核反应堆系统的重量为9.5吨。
未来的火星太阳能发电站将如何缓解沙尘暴？
波尔丽娜承认这仍然是一个问题。他说但我们在这里的研究提供一幅在火星上平均气候条件下电力可用性的图片。波尔丽娜说，然而，展望未来，我们的方法可以很容易地应用于考虑许多尘埃条件，。
在火星太阳能光伏发电及其在地球上的应用之间是否有协同效应？
阿贝尔说，高效太阳能电池板电池通常被生长”在锗晶片等元素半导体材料上，其中每平方米的成本约为10000美元。他说，科学家们一直在开发来生长太阳能电池装置的方法，移除它并然后重新使用晶圆，这将是为火星制造轻质太阳能电池板的工艺。.
阿贝尔说，“这种创新也可以降低地球应用的成本”。
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我（Bruce Dorminey）是一名科学记者，也是《宇宙争议(brucedorminey.podbean.com)》的主持人以及..
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