中国科学技术大学的谈鹏教授与肖旭博士后近日取得重大突破，他们共同研发出了一种以火星大气成分为燃料的“火星电池”。该电池不仅具有高能量密度，还展现出优异的长循环性能。这一创新性研究成果已在《科学通报》上正式发布。
火星的自然环境极为复杂，其大气中包含多种气体成分，如二氧化碳、氮气、氩气、氧气和一氧化碳等，且火星上的温度波动极为剧烈。面对这些挑战，研究团队开发出了一种能够直接利用火星大气作为燃料的电池，这一设计显著减轻了电池的重量。更为值得一提的是，当电池电量耗尽时，它还可以利用火星表面的太阳能进行充电，为下一次的放电做好准备。为了模拟火星的实际环境，研究团队还结合了温度波动因素，成功构建了一个能够持续稳定输出电能的“火星电池”系统。
据ITBEAR了解，该项研究显示，“火星电池”在0摄氏度的低温条件下，其能量密度可达到373.9瓦时每千克，且充放电循环寿命长达1375小时。这意味着，如果该电池在火星上使用，它可以持续工作约2个火星月。此外，电池的电化学性能在0至60摄氏度的温度范围内表现出明显的温度依赖性。在高温环境下，电池的电压间隙为1.6伏，倍率能达到0.4安培每克，功率密度则为3.9瓦特每平方米。在充放电过程中，电池会伴随着碳酸锂的生成和分解，而火星大气中微量的氧气和一氧化碳则作为反应的激发剂，有效提升了二氧化碳的反应速度。通过优化电极制备和电池结构设计，研究团队成功增大了火星气体与电池的有效反应面积。
团队成员进一步介绍，此次研究不仅为“火星电池”在火星实际环境中的应用提供了有力的概念验证，也为未来进一步开发固态“火星电池”奠定了坚实基础。他们希望通过持续的研究，能够解决低压环境下电解质的挥发问题，并结合热管理和气压管理系统，为太空探索中的多能互补能源系统发展贡献中国智慧。
