Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[sychbird]

Может оказаться не бесполезным для будущих ядерно-ракетных двигателей.

Первая ковалентная связь U–Al[/size]
Изучая экзотический мир химических связей, характерных для f-элементов, исследователи из США обнаружили первый пример нестабилизированной связи алюминий-уран.
Комплекс, полученный Джоном Арнольдом (John Arnold) из Университета Калифорнии (Беркли) является первым примером нестабилизированной связи между 5f-элементом и элементом 13 группы. Полученный алюминий-урановый комплекс остается стабильным в растворе без мостиковых лигандов, что говорит об относительной прочности связи металл-металл.
Детальный анализ кристаллической структуры нового комплекса позволяет определить степень ковалентности связи Al–U, которая составляет около 0.5. Такая величина может быть объяснена с помощью модели переноса заряда между атомами металлов. Это наблюдение противоречит общепринятой точке зрения о значительном вкладе ионной составляющей в химические связи, образуемые f-элементами.
Полли Арнольд (Polly Arnold), специалист по металлоорганической химии d- и f-элементов из Университета Эдинбурга говорит, что довольно простой синтез, предпринятый ее калифорнийскими коллегами, оказался весьма информативным для химии лантаноидов и актиноидов, например, позволил наблюдать перенос заряда с алюминия на уран.
Результаты исследования Арнольда могут оказаться весьма интересными для исследователей, разрабатывающих методики отделения отходов атомной промышленности, для которых важно установление детальной картины химической связи, образуемых f-элементами.

[sychbird]

Еще один весомый камень в фундамент моего убуждения, что будующее технологий извлечения целевых компонентов в условиях Луны за микробиологическими методами и не за термометаллургическими.

Экстремальный фотосинтез – вместо воды мышьяк
Исследователи обнаружили два вида бактерий, использующих арсенит-анион (AsO33–) для получения электронов, необходимых для процесса фотосинтеза. Большинство растений для этой цели использует воду.
Во время фотосинтеза растения используют солнечный свет для извлечения электронов из воды, после чего передают их диоксиду углерода. Далее углерод и водород используются для получения первичной биомассы, кислород является «побочным продуктом» этого процесса.
Однако группа Рональда Олемланда (Ronald S. Oremland) из Геологического общества США обнаружила красные и зеленые бактерии, живущие и развивающиеся в бескислородных горячих соленых источников озера Моно в Калифорнии. Эти бактерии экстрагируют электроны из арсенит-анионов, а не из воды. Необычный метаболизм бактерий был установлен при изучении развития и размножения бактерий в лабораторных условиях. Облучение колоний бактерий светом позволило установить, что бактерии окисляют арсенит в арсенат (AsO43–).
Считается, что эти бактерии и другие так называемые экстермофилы начали свою эволюцию около 3 миллиардов лет назад в негостеприимных условиях молодой Земли, атмосфера которой содержала мало кислорода. Новая информация о метаболизме таких археобактерий позволяет предположить, какой была жизнь на молодой Земле.

Источник: Science 2008, 321, 967

[sychbird]

Не исключено, что кое-что из описанныз техник может представлять интерес для использования в ионных источниках электроракетных двигателей.

Физики из JILA, совместного проекта Национального Института Стандартов и Технологий и Университета Колорадо продемонстрировали возможности новой экспериментальной методики, позволившей обнаружить неизвестные свойства ультраохлажденных атомных газов.
Новая методика позволяет обнаружить неизвестные свойства ультраохлажденных атомных газов в сверхтекучем состоянии, в котором атомы, подобно электронам в сверхпроводнике, образуют пары. Особый интерес исследователей JILA прикован к «переходному» (средний рисунок) состоянию между малыми парами в Конденсате Бозе-Эйнштейна (слева) и большими парами в низкотемпературном сверхпроводнике (справа). (Рисунок из Nature, 2008, 454, 744) Для разработки новой методики исследователи использовали идею, уже около века использовавшуюся для изучения материалов: фотоэмиссионную спектроскопию. Традиционная фотоэмиссионная спектроскопия изучает энергию электронов в материале. Новый вариант фотоэмиссионной спектроскопии адаптирует эту методику для изучения атомов калия в ультраохлажденном атоманом газе. Фотоэмиссионная спектроскопия особенно удобна для выявления особенностей спариванием электронов в высокотемпературных сверхпроводниках, представляющих собой твердые соединения, обладающих нулевым сопротивлением при относительно высокой (хотя и значительно ниже комнатной) температуре. Исследователи из JILA изучают весьма близкое явление: сверхтекучесть (течение жидкостей с практически нулевым трением). Конкретнее: они исследовали поведение атомов в газе Ферми при их переходе от состояния Конденсата Бозе-Эйнштейна (в котором фермионы спариваются с образованием прочно связанных систем) до состояния, в котором они ведут себя как пары разделенных электронов в сверхпроводнике. В переходном состоянии атомы в ульраохлажденном газе испытывают значительное взаимное влияние, которое маскирует их индивидуальные свойства. Для изучения поведения атомов в переходном состоянии исследователи приложили поле с радиочастотой к облаку захваченных спаренных атомов калия; поле позволяет выбросить несколько атомов из облака, в котором реализуется достаточно прочное взаимодействие, после чего отключается лазерная ловушка, в результате чего газ может расшириться. Исследователи получили образы ультраохлажденного газа и посчитали количество атомов, уходящих из облака с различными скоростями. Получив эту информацию, исследователи смогли рассчитать энергетическое состояние и моменты движения атомов в газе. Исследователи составили карту энергетических уровней для всех атомов и смогли определить величину «энергетического барьера», который необходимо преодолеть для вырывания пары атомов из газа. Источник: Nature, 2008, 454, 744; DOI: 10.1038/nature07172

[Saul]

У Станислава Лема есть примерно такой рассказ. Астронавты Тпруль и Клапауций попали в плен к большому космическому разбойнику. У него была слабость, типа киножурнала "Хочу всё знать". И они его наказали, со свалки звездолётов собрали телетайп, печатающий из эфира всё подряд. Косморазбойник зачитался, а они смылись. Уже на расстоянии услыхали ужасный рёв обманутого и обмотанного лентой бесконечной информации. Вы случайно не их внучёк.

[Shin]

У Станислава Лема есть примерно такой рассказ. Астронавты Тпруль и Клапауций попали в плен к большому космическому разбойнику. У него была слабость, типа киножурнала "Хочу всё знать". И они его наказали, со свалки звездолётов собрали телетайп, печатающий из эфира всё подряд. Косморазбойник зачитался, а они смылись. Уже на расстоянии услыхали ужасный рёв обманутого и обмотанного лентой бесконечной информации. Вы случайно не их внучёк.

Бан на неделю Вас устроит за данный выпад?

[sychbird]

У Станислава Лема есть примерно такой рассказ. Астронавты Тпруль и Клапауций попали в плен к большому космическому разбойнику. У него была слабость, типа киножурнала "Хочу всё знать". И они его наказали, со свалки звездолётов собрали телетайп, печатающий из эфира всё подряд. Косморазбойник зачитался, а они смылись. Уже на расстоянии услыхали ужасный рёв обманутого и обмотанного лентой бесконечной информации. Вы случайно не их внучёк.

Лема я очень люблю! У него есть на все случаи жизни. Наверное и на мой тоже.

[sychbird]

Эта методика, в свете проблем Феникса с пробоотбором может оказаться очень интересной для будующих миссий на Марс, да и на другие планеты, особенно для приборов заточенныз под поиск биоактивности. Взрывчатка, это как правило нитропроизводные, и химическая дистанция до аминокислот не столь велика.

Новый способ определения взрывчатых веществ на текстиле[/size]
По словам исследователей из США, масс-спектрометрия позволит определить следы взрывчатых веществ и наркотических препаратов на ткани. Новый метод может улучшить системы безопасности в аэропортах.
Грэм Кукс (Graham Cooks) с коллегами из Университета Пэрдю проанализировали большое количество тканей на содержание наркотиков и взрывчатых веществ с помощью масс-спектрометрии desorption electrospray ionisation (DESI). Было продемонстрировано, что представляющие интерес соединения могут быть обнаружены менее, чем за 10 секунд, даже если на ткани есть следы других веществ, таких как репеллент против насекомых или косметические средства для кожи.
Обычно для решения подобной задачи исследователи прибегали к экстракции соединений из ткани, что приводит к увеличению времени анализа. В методике DESI заряженные капли из источника направляют на ткань. Соединения на поверхности ткани подхватываются заряженными каплями и анализируются с помощью масс-спектрометра. Метод позволяет определять вещества в пикограммовых количествах без необходимости специального приготовления образца для анализа. Метод позволяет использовать масс-спектометрию DESI для решения задач криминалистической экспертизы и общественной безопасности.

Источник: Analyst, 2008, DOI: 10.1039/b807934j

[sychbird]

Направление перспективное, но когда дайдет до летных образцов пока не ясно. Но в принципе для импульсных ЭРД может оказаться панацеей.

Графен для создания конденсаторов нового поколения
Исследователи из США использовали графен для увеличения производительности приборов для накопления энергии, которые могут заменить батареи в электромобилях. В группе Рода Руоффа (Rod Ruoff) из Университета Техаса утверждают, что значительная площадь поверхности графена может использоваться для запасания большого количества электричества в ультраконденсаторах – устройствах, сочетающих в себе преимущества конденсаторов и аккумуляторных батарей.
 Батареи медленно запасают и высвобождают энергию, а также со временем стареют и понижают производительность, однако они могут запасать значительное количество электричества. Традиционные конденсаторы быстро запасают и высвобождают электроэнергию (это полезно при запуске электрических двигателей), однако не могут накапливать энергию в больших количествах. Емкость ультраконденсаторов превосходит емкость обычных конденсаторов в десятки тысяч раз, однако для того чтобы они конкурировать с батареями необходимо продолжать улучшать их конструкцию. В ультраконденсаторах электроды с большой площадью поверхности (например, пористый углерод) погружены в электролит. При приложении разности потенциалов к электродам электролит поляризуется таким образом, что около поверхности электрода начинают собираться ионы, противоположные по знаку заряду электрода, что создает на электроде высокую плотность заряда. Руофф предположил, что благодаря большой площади поверхности графена можно добиться существенной поляризации растворителя и запасти в ультраконденсаторе еще больший электрический заряд. Исследователи использовали ранее разработанные методики для получения химически модифицированных листов графена. Исходным веществом для синтеза являлся оксид графита, который разрезали на полосы и восстанавливали для получения листов графена, содержащих небольшое количество кислорода, водорода и азота. Далее гибкие листы модифицированного графена смешивали с электролитом, например, гидроксидом калия. Таким способом исследователи из США смогли получить ультраконденсатор с удельной емкостью 135 фарад на грамм. Руофф отмечает, что в соответствии с теоретическими предсказаниями емкость ультраконденсаторов на основе графена может быть вдвое выше емкости ультраконденсаторов на основе традиционных материалов. Источник: Nano Lett., 2008, DOI: 10.1021/nl802558y

[sychbird]

Может оказаться весьма полезным для разработки космических роботов и КА.

Молекулярные мышцы приводятся в действие светом
Исследователи из Австралии разработали новый тип «молекулярной мышцы», приводимой в действие светом.

В природе часто встречаются биологические машины, подобные мышцам или насосам, играющие существенную роль в жизнедеятельности организмов. Воодушевленные примером Природы, исследователи под руководством Кристофера Истона (Christopher Easton) из Университета Аделаиды (Австралия) разработали фотоактивируемые молекулярные мышцы на основе стильбена и &alphal;-циклодекстрина.
В группе Истона была получена «гирлянда» димерного ротаксана, в которой стильбен, связанный с молекулой &alphal;-циклодестрина, продет через другую молекулу &alphal;-циклодекстрина, связанного со стильбеном. Стильбеновые фрагменты «увенчаны» объемными алкильными группами для предотвращения разделения компонентов.Изначально оба стильбена находятся в транс-конфигурации, оба стильбена играют роль гостей для &alphal;-циклодекстрина. При облучении светом с длиной волны 350 нм один или оба стильбена изомеризуются, высвобождаются из &alphal;-циклодекстринов, что приводит к расширению ротаксана. Процесс может быть обращен облучением с длиной волны 254 нм, что заставляет «мышцу» сжиматься или расширяться под действием света.
Истон отмечает, что их новая молекулярная система, способная сжиматься и расширяться в качестве отклика на внешние условия, может оказаться весьма интересной для разработки так называемых интеллектуальных материалов, меняющих свойства в зависимости от условий.
Жан-Пьер Соваж (Jean-Pierre Sauvage) из Университета Луи-Пастера в Страсбургеотмечает важность работы австралийских коллег, заявляя, что «молекулярная мышца», разработанная в группе Истона – первый пример молекулярной машины, приводящейся в действие светом, до этого подобные по духу системы меняли размеры под воздействием химических или электрохимических сигналов.

Источник: Chem. Commun., 2008, DOI: 10.1039/b809014a

[sychbird]

Для экономичного освещения КА.

Многоцветные твердые вещества
Гуаньши Ли (Guangshe Li) с коллегами из Института Исследований Структуры Материи Фукена (Китай) получили новые микросферы из CaWO4 микронного размера? дополнительно активированные ионами Na.
При облучении монохроматическим светом самоорганизованные частицы демонстрируют уникальное многоцетовое излучение в видимой области. Новые материалы могут упростить создание белого цвета и связанных с этим технологий.
В обычных источниках света светодиодов для получения белого света используется сразу несколько люминофоров с различной частотой возбуждения. Разработка многоцветного излучения в одно твердом веществе может устранить трудности, связанные с подходами, основанными на смешении трех цветов и способствовать открытию новых функциональных наноматериалов с настраиваемыми цветовыми характеристиками на основе оксидов металлов.

Источник: Chem. Commun., 2008, DOI: 10.1039/b810648g

[GALIN]

Графен: новые методы получения и последние достижения[/size]

[TestPilot]

Очень интересная ветка. Спасибо sychbird.

[sychbird]

И Вам спасибо.

[sychbird]

Здесь для космической тематики интерес, возможно, представляют методы получения пучков высокоэнергетичного рентгеновского излучения. Может пригодиться в целях расширения спектра возможностей рентгено-флюорисцентного анализа, впервые применненного на Луноходе-2.

Рентгеновские лучи позволяют найти тяжелые металлы[/size]По словам исследователей из Японии, высокоэнергетические рентгеновские лучи могут определить степень загрязнения растений тяжелыми металлами. Исследователи использовали сфокусированный пучок лучей для визуализации распределения кадмия в кресс-салате Arabidopsis halleri.
Некоторые представители семейства Arabidopsis в последнее время привлекают внимание благодаря способности аккумулировать тяжелые металлы из почвы. Это свойство растений может быть применено в очистке почвы с помощью растений, заключающейся в высевании растений на загрязненной почве, их жатве и безопасном хранении токсического «урожая».
Развитие такого способа применения растений требует понимания того, как металлы аккумулируются в этих растениях, до настоящего времени решить эту задачу было непросто. Распределение металлов в организме растений изучалось с помощью рентгеновской спектроскопии, однако до недавнего времени в арсенале ученых были лишь низкоэнергетические рентгеновские лучи, поглощение которых воздухом затрудняет процедуру анализа. Изуми Накаи (Izumi Nakai) коллегами из Университета Науки Токио продемонстрировали способ получения высокоэнергетических рентгеновских лучей.
Новый подход позволяет проводить анализ образцов растений непосредственно на воздухе. Более того, пучок лучей может быть сфокусирован с получением микрометрового пучка, что позволяет определять распределение содержания тяжелых металлов на субклеточном уровне.
Исследователи из Токио обнаружили, что кадмий совместно с цинком накапливается у основания крошечных волосков растения. По словам Накаи, будущая работа будет сфокусирована на изучении зависимости распределения кадмия от времени и форме, в которой кадмий содержится в растениях. Японский ученый полагает, что такие исследования смогут внести существенный вклад в развитие технологий биологической очистки почв.

Источник: J. Anal. At. Spectrom., 2008, DOI: 10.1039/b803602k

[SAV]

Билл Гейтс будет зарабатывать на производстве бензина из морских водорослей       
Билл Гейтс, соучредитель Microsoft, будет зарабатывать на производстве экологически чистого топлива из морских водорослей.
Инвестфонд Гейтса создал компанию, которая займется переработкой водорослей в бензин. Гейтс уже инвестировал в проект более $100 млн.
http://kontrakty.ua/content/view/5457/129/

Тема использования водорослей уже давно обсуждается, в частности я уже об этом упоминал выше.
Суть в том, что возможно водоросли, которым необходимо только СО2+Н2О+свет+ тепло могут стать основным источником органического топлива для будущих космических поселений.
Например, на Марсе, где надо только тепло, а остальное есть в достатке. Попутно выделяется и кислород.
Это и производство бензина и дизеля для ДВС марсомобилей и строительной техники (окислитель из баллона) и главное производство керосина для ракет. Возможно, это будет удобнее, чем использование водорода полученного разложением воды?

Вопрос только в эффективности получения топлива и масштабах производства.
Но если Гейтс даст достаточно денег, то может и вопрос об эффективности будет решен?

[TestPilot]

Максимальная эффективность фотосинтеза находится в районе 7%. И это для наземных растений. У водорослей будет еще меньше из-за меньшей прозрачности воды. Эффективность же наиболее распространенного типа солнечных батарей от 15% до 18%. И это при ожидаемом сроке эксплуатации >40 лет и минимуме текущих затрат(буквально раз в год помыть/протереть тряпочкой ). И водоросли не только к температуре чувствительны(на Марсе пока минус 30 и ниже), но и ухаживать за ними, и с топливом возиться. Даже здесь, на Земле, при почти дармовой нефти экономика электрических автомобилей уже конкурентоспособна(или близко), если учитывать весь жизненный срок эксплуатации автомобиля (~12 лет).

И 7% это максимум для фотосинтеза, в реальности в среднем много меньше. Максимум у солнечных батарей 40%. И li-ion химии чем холодней, тем лучше. А что будет с жидкими топливами при минус 50? Да и кислород из воды при наличии электричества тоже не проблема выделить.

[SAV]

Максимальная эффективность фотосинтеза находится в районе 7%. И это для наземных растений. У водорослей будет еще меньше из-за меньшей прозрачности воды. Эффективность же наиболее распространенного типа солнечных батарей от 15% до 18%. И это при ожидаемом сроке эксплуатации >40 лет и минимуме текущих затрат(буквально раз в год помыть/протереть тряпочкой ). И водоросли не только к температуре чувствительны(на Марсе пока минус 30 и ниже), но и ухаживать за ними, и с топливом возиться. Даже здесь, на Земле, при почти дармовой нефти экономика электрических автомобилей уже конкурентоспособна(или близко), если учитывать весь жизненный срок эксплуатации автомобиля (~12 лет).

И 7% это максимум для фотосинтеза, в реальности в среднем много меньше. Максимум у солнечных батарей 40%. И li-ion химии чем холодней, тем лучше. А что будет с жидкими топливами при минус 50? Да и кислород из воды при наличии электричества тоже не проблема выделить.

То же самое и на Земле холодной зимой.  
Как солярка загустеет - с паяльной лампой под машину греть топливопровод.

Вообще-то с солнечную энергетику никто не ставит под сомнение. Хотя дальше за Марсом от нее толку будет не много.
Но название темы: «технологии, которые могут найти применение».
Вот и мне кажется, что водоросли могут найти применение не виде хлореллы, а в виде маслопроизводящих водорослей
7% это не мало. У паровоза тоже было 7% КПД.
Но сравнение 7% и 40% некорректно.
7% означает только относительно большой объем ванн для выращивания водорослей. Хотя солнечная батарея имеет больший КПД, зато работает только в плоскости, а водоросли трудятся в объеме. Кстати им подсветка от солнца вообще не нужна. Хватит и искусственного света.
Дело не в этом
Надо сравнивать по конечному продукту.
Имеется виду удельные характеристики.
Сколько джоулей можно снять с 1 кг солнечных батарей, 1 кг аккумуляторов и 1 кг бензина или солярки + кислород?
Химическое топливо здесь эффективно.
Или такой вопрос. Как обеспечить продвижение марсомобиля (большая масса) по бездорожью (большая мощность) в утреннее или вечернее время? А вдруг понадобится выехать ночью?
Вот здесь и можно подумать про дизель. Естественно топливо, как и кабину экипажа нужно подогревать.
Хорошо если аккумуляторы уже  к тому времени будут созданы более эффективные, чем солярка с кислородом и вопрос снимется сам собой.
Но есть и другие применения. Органический полуфабрикат ведь найдет применение для производства любой органики. Не знаю, что проще переработать в пластмассу масло из водорослей или синтезировать из СО2 и воды в результате сложных цепочек синтеза?    :wink:

[zyxman]

Не знаю, что проще переработать в пластмассу масло из водорослей или синтезировать из СО2 и воды в результате сложных цепочек синтеза?    :wink:

Ну, фактически, масло это и есть результат одной из ступеней синтеза полимера из простых веществ;
- дальше там будет "пришивание" к молекуле какого-то "хвоста", наподобие группы OH, который позволяет полимеризацию (прочное соединение молекул) и возможно, какая-то реакция по удлинению первичной молекулы и также, возможно, "пришивание" дополнительных групп для особенных свойств.

Единственный минус масла биологического происхождения в сравнении с CO2 из атмосферы, что в таком масле наверняка будут всяческие ненужные вещества типа фосфора, натрия, азота, серы - это не фатально и их там немного, но для очень серьезных работ (типа органической электроники и оптики), их прийдется удалять, что есть ИМХО несколько сложнее чем высокая очистка CO2 и воды.

[TestPilot]

Суть в том, что возможно водоросли, ... могут стать основным источником органического топлива для будущих космических поселений.

Ок, разговор вроде идет про топливо.

солнечная батарея имеет больший КПД, зато работает только в плоскости, а водоросли трудятся в объеме.

Как бы это пояснить. Солнечная постоянная на Земле 1.4 килловата на квадратный метр. Легко пересчитать ее для Марса и так далее. Но что важно, что если мы построим десять квадратных километров водорослевых теплиц производящих биотопливо(ау Билл Гейтс) или те же 10км2 солнечных батарей, то в первом случае эффективность преобразования энергии будет ~3%, а в случае солнечных панелей ~15%. И "большой объем ванн" это грандиозный недостаток, а не достоинство. Но, есть еще коэффициент tank to wheel. Вот тут сразу вспоминается:

Как обеспечить продвижение марсомобиля (большая масса) по бездорожью (большая мощность)

Для техники на базе ДВС коэффициент составляет менее 30%. Я даже встречал цифру 20%. В случае электромобилей (автобусов, тракторов и так далее) эффективность использования энергии порядка 90%(батарея 95% * электромотор 95%, ДВС максимум 30%). Другими словами, с единицы площади засеянной предложенными водорослями можно получить в 15 раз больше пробега марсомобилей/марсотехники путем замены теплиц на давно отработанные солнечные панели. Есть конечно и нюансы. Вроде практического меньшего радиуса действия электроходов. Что легко решается пробрасыванием проводов и организацией промежуточных зарядных станций(Марс по любому электрифицировать будут). И никаких проблем с теплоизоляцией теплиц, переработкой собственно водорослей(они же не сразу топливо в готовом виде выделяют). И другими прелестями по сути сельского хозяйства, ориентированного на производство топлива. Есть свои засады и у энергетики на базе электричества, вроде необходимости где нибудь эффективно накапливать энергию в моменты излишек выработки. Но пятнадцатикратное превосходство в эффективности выработки...

водоросли ... Кстати им подсветка от солнца вообще не нужна. Хватит и искусственного света.

Хмм... Солнечным панелям(несмотря на название) подсветка от Солнца тоже не обязательна. Их, как и водоросли, тоже можно электролампами освещать. Смысл? Производство масел/пластмасс? Так это нишевые продукты, по сравнению с энергетикой. Нишевых применений электричества еще больше. Например компьютеры/освещение помещений и так далее. Да и машинного масла электродвигателям практически не требуется. И отходы пищевой/животноводческой/собственно марсианского сельского хозяйства (а оно по любому будет, людям питаться же надо). Вон в штатах метан из коровьего дерьма выделяют. Чем не углеводород? Есть биоэтанолы из ботвы, дизтопливо от перегоревшего растительного масла и так далее. Просто на Земле при наличии гигантских запасов уже накопленных природой нефти/газа буквально под ногами возиться с локальной переработкой нет большого смысла. И то иногда занимаются.

Дело не в этом
Надо сравнивать по конечному продукту.
Имеется виду удельные характеристики.
Сколько джоулей можно снять с 1 кг солнечных батарей, 1 кг аккумуляторов и 1 кг бензина или солярки + кислород?
Химическое топливо здесь эффективно.

Вот конечный продукт в нашем случае это работа, произведенная техникой, двигателями из единицы упавшей солнечной энергии. И работы будет произведено в случае солнечных батарей в 15 раз больше. За счет большей эффективности электродвигателей в сравнении с ДВС. И за счет много большей эффективности солнечных панелей в сравнении с теплицами водорослей.

Хорошо если аккумуляторы уже к тому времени будут созданы более эффективные, чем солярка с кислородом и вопрос снимется сам собой.

Аккумуляторы уже почти эффективны на Земле, где нефти залейся не хочу. А вот если бы на Земле все ДВС перевести на биотопливо из водорослей, ДВС вымер бы просто мгновенно. Именно в силу своей неэффективности. Которая оправдывается исключительно дешевизной нефти, которую добывают(sic!), а не производят. А на Марсе энергии (первичной, то есть солнечной) в два с хвостиком раза меньше. Ею сильно не поразбрасываешься.  

в утреннее или вечернее время? А вдруг понадобится выехать ночью?

Аккумуляторы и электромоторы, так же как ДВС прекрасно работают вне зависимости от времени суток.

С другой стороны ни водорослевые теплицы, ни солнечные панели по ночам вырабатывать топливо не будут.

В условиях слабой освещенности(утро, вечер) моносиликоновые ФЭП будут прекрасно вырабатывать электричество, а вот будет ли идти фотосинтез я не уверен.

Но есть и другие применения. Органический полуфабрикат ведь найдет применение для производства любой органики. Не знаю, что проще переработать в пластмассу масло из водорослей или синтезировать из СО2 и воды в результате сложных цепочек синтеза?

Ответил выше.

[SAV]

TO TestPilot
Как бы это пояснить. Можно много чего сделать хорошего из дорогих или неудобных в эксплуатации вещей.
Так и здесь высокий КПД солнечной энергетики зачастую нивелируется удобством или доступностью.
Это хорошо видно по земным примерам.
Я же не противопоставляю солнечную энергетику химической. Они очевидно будут дополнять друг друга.
Я обсуждаю преимущества использования конечного продукта – энергии запасенной в единице массы топлива.  Причем этот конечный продукт полученный от водорослей пропорционален объему биомассы. И энергия в конечном продукте заключена в единице массы с высокой эффективностью - см. уд. теплота сгорания. Вы же предлагаете учитывать солнечную энергию, которая дается совсем даром. Если бы мы думали о КПД, то не развивали бы сельское хозяйство. Поле надо вспахать, засеять.... потом убрать. Но нас интересует конечный продукт, который мы с поля получаем в готовом виде. Так и здесь. Масло после несложной переработки готово к употреблению и может храниться годами, готовое в любой момент выделить запасенную энергию.
Рассчитывать на провода малоперспективно особенно на начальных этапах так как требуются большие затраты энергии (от тех же с.э.?) для выплавки алюминия или меди. Поэтому если Марс и будут электрифицировать, то явно не в первую очередь. Перевозить солярку бочками и поставить заправки намного проще и удобнее. Провода конечно проложат, когда на поверхности возникнут постоянные сооружения. Либо будут кидать «удлинители» от станции до ближайшего карьера.
 
Что-то мне не верится, что в теплицах лампами создают поток энергии в 1.4 квт/кв.м.  И потом почему КПД фотосинтеза 7%? Может потому, что растениям вовсе не нужно столько энергии, которой поливает солнце землю? Им для эффективной работы нужен минимум освещенности и энергия фотона соответствующая желто-зеленой области спектра. Поскольку фотосинтез поштучно использует фотоны. Так же как и фотоэлементы. Но для потребителя важна мощность снимаемая с фотоэлемента прямо сейчас. Отсюда требуются площади и большая плотность потока солнечного света. Для фотосинтеза это не важно. Так как водоросль с помощью квантов света только лишь молекула к молекуле складывает энергию химических связей в копилку в виде масла.
Выделить эту энергию уже можно в удобное время.
Фотоэлементы и биосинтез это просто принципиально разные подходы для накопления энергии и не надо их противопоставлять. Они должны дополнять друг друга.