中国科学技术大学的研究团队在火星能源领域取得了突破性进展,他们成功创造了一种利用火星大气中丰富二氧化碳资源的高能电池,为火星探测任务提供了全新的持久能源解决方案。
这项研究由谭鹏教授领导,成果发表在《科学公报》上。他们开发的新型电池不仅能量密度高,循环稳定性也更强,特别是在模拟火星真实环境的测试中表现优异。在火星大气中,二氧化碳占比高达95.32%,这使得以锂和二氧化碳为反应物的电池具有极大的应用潜力。
研究团队发现,火星复杂的环境条件,包括多变的气体成分和剧烈的温度波动,对电池性能有显著影响。他们通过模拟实验,揭示了电池在0至60℃范围内的温度依赖性。
为解决这些问题,团队创新性地设计了火星电池系统,该系统能够直接使用火星大气作为燃料,实现电能的持续输出。在0℃低温条件下,电池的能量密度达到了373.9Wh/kg,循环寿命长达1375小时,相当于火星上的两个月。
团队还通过改进电极制备技术和电池结构,成功将电池尺寸扩大,并将袋式电池的能量密度提升至765Wh/kg和630Wh/L,进一步验证了火星电池在实际应用中的可行性。
这项研究不仅为火星探测任务提供了重要的技术支持,也为未来太空任务中多能互补系统的发展奠定了坚实基础。