日前，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)談鵬教授、肖旭博士后研發(fā)出了一種“火星電池”，以火星大氣成分（模擬參照火星上大氣成分比例配比）作為電池反應(yīng)燃料物質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)性能。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》上。

火星具有復(fù)雜的自然環(huán)境，包括多種氣體成分（95.32%二氧化碳、2.7%氮?dú)狻?.6%氬氣、0.13%氧氣、0.08%一氧化碳）以及劇烈的溫度波動(dòng)（晝夜溫差約為60攝氏度）?；洞?，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種“火星電池”，其獨(dú)特之處在於在放電時(shí)直接吸入火星大氣作為燃料，極大減輕了電池重量。當(dāng)電量耗盡后，電池可以利用火星表面的太陽(yáng)能等進(jìn)行二次充電，為下一次放電做準(zhǔn)備。此外，團(tuán)隊(duì)還結(jié)合溫度波動(dòng)情況模擬了火星表面環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了能夠持續(xù)輸出電能的“火星電池”系統(tǒng)。

研究表明，在0攝氏度低溫下，電池的能量密度高達(dá)373.9瓦時(shí)每千克，充放電循環(huán)壽命達(dá)1375小時(shí)，意味著該電池可在火星上持續(xù)使用約2個(gè)火星月?！盎鹦请姵亍钡碾娀瘜W(xué)性能在0至60攝氏度范圍內(nèi)具有顯著的溫度依賴性。在高溫條件下，電壓間隙為1.6伏，倍率為0.4安培每克，功率密度為3.9瓦特每平方米。電池在充放電過(guò)程中伴隨著碳酸鋰的生成和分解，火星氣體中微量的氧氣和一氧化碳則扮演反應(yīng)激發(fā)劑的角色，大幅提升二氧化碳的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。通過(guò)一體化電極制備和折疊式電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度增大了火星氣體的有效反應(yīng)面積。

團(tuán)隊(duì)人員介紹，這項(xiàng)研究為“火星電池”在實(shí)際火星環(huán)境中的應(yīng)用提供了概念驗(yàn)証，希望在接下來(lái)的研究中進(jìn)一步開發(fā)固態(tài)“火星電池”，解決低壓下的電解質(zhì)揮發(fā)難題，並輔助熱管理和氣壓管理系統(tǒng)，為未來(lái)太空探索中的多能互補(bǔ)能源系統(tǒng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（記者常河、丁一鳴）

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