中國科大新成果爲火星探測提供蓄能

記者8月28日從中國科學技術大學獲悉，該校談鵬教授和肖旭博士後研發出一種火星電池，可實現高能量密度和長循環性能，有望應用在火星探測中。相關研究成果日前發表於《科學通報》。

火星自然環境複雜，大氣由95.32%二氧化碳、2.7%氮氣、1.6%氬氣、0.13%氧氣、0.08%一氧化碳構成，晝夜溫差約爲60攝氏度。基於此，該團隊研發出一種火星電池，其獨特之處在於放電時直接吸入火星大氣作爲燃料，極大減輕了電池的重量，爲攜帶進入太空提供了便利。當電量耗盡後，電池可以利用火星表面的太陽能等進行二次充電，爲下一次放電做準備。此外，團隊還結合溫度波動情況模擬了火星表面的環境，實現了能夠持續輸出電能的火星電池系統。

研究表明，在0攝氏度低溫下，這種電池的能量密度高達373.9瓦時每千克，充放電循環壽命達1375小時，意味着該電池可在火星上持續使用約2個火星月。火星電池的電化學性能在0攝氏度至60攝氏度範圍內具有顯著的溫度依賴性。電池在充放電過程中伴隨着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激發劑的角色，大幅提升二氧化碳的反應動力學。通過一體化電極製備和摺疊式電池結構設計，最大程度增大了火星氣的有效反應面積。該團隊將電芯尺寸放大至4平方釐米，進一步提升了軟包電池的能量密度。

據團隊人員介紹，這項研究爲火星電池在實際火星環境中的應用提供了概念驗證，在接下來的研究中將進一步開發固態火星電池，解決低壓下的電解質揮發難題，並輔助熱管理和氣壓管理系統，爲未來太空探索中的多能互補能源系統發展奠定基礎。

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