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科學家研發(fā)出一種“火星電池”
2024/08/29 17:25 來源：光明日報 閱讀：1.4萬
日前，中國科學技術(shù)大學談鵬教授,、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）作為電池反應燃料物質(zhì)，可實現(xiàn)高能量密度和長循環(huán)性能,。相關研究成果發(fā)表在《科學通報》上,。
火星具有復雜的自然環(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）,。基于此,，團隊研發(fā)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，極大減輕了電池重量,。當電量耗盡后,，電池可以利用火星表面的太陽能等進行二次充電，為下一次放電做準備,。此外,，團隊還結(jié)合溫度波動情況模擬了火星表面環(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?！盎鹦请姵亍钡碾娀瘜W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，火星氣體中微量的氧氣和一氧化碳則扮演反應激發(fā)劑的角色,，大幅提升二氧化碳的反應動力學,。通過一體化電極制備和折疊式電池結(jié)構(gòu)設計，最大限度增大了火星氣體的有效反應面積,。
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,。（記者 常河 丁一鳴）