On Mars, Air and Water Might be the Key to Power Storage

By on

A crater in Sirenum Fossae, in the southern highlands, whose gullies were formed by water (NASA/JPL/University of Arizona)

Martian air and water might be all that’s needed to store energy on the Red Planet, according to a recent discussion on the NewMars forums.  Solar power, perhaps in the form of a Solar Power Tower, is one of the strongest contenders for a system to generate energy for a pioneering Martian settlement. However, solar power systems only generate energy when the Sun is shining.  This creates a need to store energy to keep the lights on at night.

Users on the Forum believe they may have a solution: Freeze Carbon Dioxide out of the atmosphere, then use the heat from lukewarm water to boil it off and drive an engine.

Here’s how the system would work:

  1. Freeze Carbon Dioxide out of the atmosphere:  Carbon Dioxide freezes at a temperature of 195 K (-78°C, -103°F).  Mars during the day is generally around 250 K (-23°C, -10°F) but this can be variable.  Basically what this means is that it’s a lot easier to freeze CO2 on Mars than Earth. Mars’s atmosphere is over 95% carbon dioxide.
  2. Melt ice to store heat: Melting ice requires energy, which is released when it freezes. Specifically, it requires 334 kJ/kg of heat.  This can be done with a simple system to absorb and transfer solar heat.
  3. Melt and pressurize the dry ice.  The energy to do this is free: It comes from the “hot” end of the freezer you used to freeze the dry ice out of the atmosphere.  At an elevated pressure of 5 to 10 times Earth’s atmosphere, CO2 will be liquid at normal martian temperatures, meaning that there’s no temperature problems with storage.
  4. Heat the liquid Carbon Dioxide into a gas around -20°C (-5°F) using energy from the water and run it through a piston or turbine to generate energy.  Repeat until there’s no usable pressure left.

This system has the potential to be both incredibly efficient and incredibly simple.  A high-performing battery will return 70-90% of the energy input. This system could be expected to return 60-110%: In certain cases it will release more energy than it stores.  Meanwhile, the technology involved is very simple. Refrigeration and piston engines fall into the category of what Dr. Robert Zubrin likes to call “Gaslight Era Technology”, meaning that it would be familiar to people in an advanced country at the turn of the previous century.

A system of pumps, pipes, tanks, and engines similar to what you might expect to see if this system were implemented on Mars (Siemens)

Some challenges remain: A system to freeze cold, low pressure Carbon Dioxide out of the atmosphere presents design challenges in maximizing the rate of heat transfer while also maximizing efficiency.  The efficiency of the system depends strongly on the efficiency of this process. Any system to provide power at night needs to be extremely reliable and will require extensive testing before deployment.

The settlement of Mars will necessarily be based on the use of resources available on Mars; the development of a system like this one would bring us that much closer to permanent human settlement of the Red Planet.

 

25 comments

  1. “Cam kapı”, kapının ana yapı malzemesinin cam olduğu ve genellikle şeffaf veya yarı saydam bir görünüme sahip olan bir kapı türünü ifade eder. Cam kapılar, iç mekanlarda ve dış mekanlarda estetik ve pratik amaçlarla kullanılabilirler. Bu tür kapılar, modern ve şık bir görünüm sağlamak amacıyla sıkça tercih edilmektedir.

  2. Avrupa Birliği tarafından finanse edilen Jean Monnet İngiltere bursu, 1989 yılında Avrupa Birliği ile Türkiye Cumhuriyeti arasında imzalanan bir anlaşma ardından oluşturulmuştur. Jean Monnet Burs Programının ilk bursiyerleri eğitimlerine 1990-1991 yılında başlamışlardır. Jean Monnet burs programı, Avrupa Birliği konularına ve Türkiye ile AB müzakerelerine katkıda bulunmak isteye ve bu konuda uzmanlaşmak isteyen kişileri hedef almaktadır. T.C. Dışişleri Bakanlığı Avrupa Birliği Başkanlığı Jean Monnet bursunun yönetilmesinden sorumludur. Bursiyerlere eğitimleri boyunca ve sonrasında iletişimlerini sürdürmekle de sorumludur. Merkezi İhale ve Finans Birimi de başvuruların alınması ve değerlendirilmesi işlemini üstlenmektedir.

  3. Dış mekan spor aletleri, spor ve egzersizi açık hava ortamlarına taşıyan özel tasarımlı fitness ekipmanlarıdır. Bu aletler, parklar, spor alanları, kamusal yeşil alanlar ve oyun parkları gibi çeşitli yerlerde yaygın olarak bulunmaktadır. Dış mekan spor aletleri, bireylerin sporu doğayla buluşturmasını, egzersiz yapmasını ve sağlıklı bir yaşam tarzını teşvik etmeyi amaçlamaktadır.

  4. Yoga is an ancient tradition that originated in India that was passed on by oral tradition and sacred scriptures. The sages passed on their knowledge to others and people adapted yoga to achieve consciousness. Nirvana Yoga School is a traditional Yoga School in Rishikesh, India certified by Yoga Alliance, USA.

  5. “Ahşap Dış mekan ahşap çöp kovaları” ve sigara külleri, çevremizin temiz ve derli toplu olması sağlar, insanları daha bilinçli hareket etmeye yöneltir.

    Ahşap malzeme kullanılarak TSE Standartlarında Üretimi yapılan ahşap “dış mekan çöp kovaları” ve küllüklerimiz sağlam, doğa dostudu ve estetiktir.

    Ahşap kaplama dış mekan çöp kovaları ve küllükleri çevreye uyumludur. Ağırlıkları bakımından son derece hafif olup taşınabilir özelliktedir.

  6. Kromaş vibrasyonlu “yüzey işlem” makineleri metal, plastik, seramik, doğal taş, cam, ahşap, ve kauçuk esaslı malzemelerin yüzey işlemleri için kullanılır.

    Kromaş’ın 2 LT’den 6500 LT’ye kadar kapasiteli Vibrasyon Yüzey İşlem Makinelerinde küçük ya da büyük, hafif ya da ağır tüm parçalar başarı ile işlenebilmektedir. Kromaş makine sahipleri, kendilerine sunulan geniş çeşitlilikteki makine kapasiteleri, otomatik çözümler, kurutma ve atıksu arıtma çözümlerinden faydalanırlar.

    Yuvarlak, yatay ve lineer olmak üzere 3 çeşit olan yüzey işlem makineleri, kapasiteleri ve işleme özelliklerine göre sitemizde detaylandırılmıştır.

  7. nice can you plz visit my website.

    Car buying is an emotional journey that should be accompanied by joy and happiness. MYNEWCAR.IN offers its customers new cars, accessories and related services like car finance, leasing, insurance combined with an easy and convenient purchasing experience. Our mission is to simplify the car buying process to a joyful experience. Customers can search, compare and book their new car anytime and anywhere. MYNEWCAR.IN provides unbiased information at every step and assists you in getting the best deals. Your new car will be delivered hassle-free to your doorstep in partnership with the authorized dealer.

  8. Link exchange is nothing else but it is just placing the other person’s
    web site link on your page at suitable place
    and other person will also do similar for you.

  9. Посоветуйте! Моя женщина отказывает мне в интиме. Как быть? Можно Как то спасти отношения?

  10. It may occur less often than a mixed sequence like BRRB or RBRB, but the odds of any specific sequence happening are exactly the same. [url=http://suomikasinomobiili.net] Read more

  11. Aw, this was a very good post. Finding the time and actual effort to generate a superb article… but what can I say… I procrastinate a lot and don’t manage to get nearly anything done.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.