我國科研團隊開發出“火星電池”

新京報訊 據中國科學院消息，中國科學技術大學熱科學和能源工程系特任教授談鵬團隊研發出一種“火星電池”。“火星電池”由火星大氣成分作為電池反應燃料物質，可實現高能量密度和長循環性能。相關成果以A highenergydensity and longcyclinglifespan Mars battery為題，發表在《科學通報》（Science Bulletin）上。

鋰二氧化碳電池利用金屬鋰和二氧化碳作為反應物，被認為在火星探測中具有潛在的應用價值。然而，現有研究通常忽略了火星的復雜環境，如多種氣體成分及劇烈的溫度波動。針對這一問題，該團隊開發出以火星大氣為直接燃料的“火星電池”，并結合溫度波動測試，模擬了火星表面的真實環境，從而實現了可持續輸出電能的“火星電池”系統。研究顯示，在0攝氏度低溫下，該電池的能量密度達373.9 Wh/kg，循環壽命達1375小時（約2個火星月）。

研究表明，“火星電池”的電化學性能在0攝氏度至60攝氏度范圍內具有顯著的溫度依賴性。在高溫條件下，該電池電壓間隙為1.6V，倍率為0.4 A/g，功率密度為3.9 W/m2。具體來說，該電池在充放電過程中伴隨著碳酸鋰的生成和分解電化學反應。該團隊通過一體化電極制備和折疊式電池結構設計，將電芯尺寸放大至2×2cm2，提升了軟包電池的能量密度至765 Wh/kg和630 Wh/L。上述成果為“火星電池”在實際火星環境中的應用提供了概念驗證，并為未來太空探索中的多能互補能源系統的發展奠定了基礎。

編輯 白爽