中安在線、中安新聞客戶端訊 記者8月28日從中國科大獲悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)談鵬教授和肖旭博士后提出了一種火星電池，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)，可實現(xiàn)高能量密度和長循環(huán)性能。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《科學(xué)通報》。

　　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%氮氣、1.6%氬氣、0.13%氧氣、0.08%一氧化碳）以及劇烈的溫度波動（晝夜溫差約為60攝氏度）?；诖?，該團隊提出了一種火星電池，其獨特之處在于在放電時直接吸入火星大氣作為燃料，極大減輕了電池的重量，為攜帶進入太空提供了便利。當(dāng)電量耗盡后，電池可以利用火星表面的太陽能等進行二次充電，為下一次放電做準(zhǔn)備。此外，團隊還結(jié)合溫度波動情況模擬了火星表面的環(huán)境，實現(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373.9瓦時每千克，充放電循環(huán)壽命達1375小時，意味著該電池可在火星上持續(xù)使用約2個火星月?；鹦请姵氐碾娀瘜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。電池在充放電過程中伴隨著碳酸鋰的生成和分解，火星氣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)動力學(xué)。通過一體化電極制備和折疊式電池結(jié)構(gòu)設(shè)計，最大程度增大了火星氣的有效反應(yīng)面積。該團隊將電芯尺寸放大至4平方厘米，進一步提升了軟包電池的能量密度至765瓦時每千克和630瓦時每升。

　　團隊人員介紹，這項研究為火星電池在實際火星環(huán)境中的應(yīng)用提供了概念驗證，希望在接下來的研究中進一步開發(fā)固態(tài)火星電池，解決低壓下的電解質(zhì)揮發(fā)難題，并輔助熱管理和氣壓管理系統(tǒng)，為未來太空探索中的多能互補能源系統(tǒng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（記者 汪喬）

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