擬在火星發電 中國科大團隊研新電池

香港文匯報訊 據央視新聞客戶端報道，近年來，中國不斷加快火星探測的步伐，2028年前後將發射天問三號探測器，2031年前後實現火星樣品返回地球。為順利開展這些任務，中國科學家一直探索如何有效利用火星上的現有資源，為未來火星長期科研和人類駐留提供能源和資源保障。近期，中國科學技術大學的研究團隊就利用火星大氣作為介質，開展了儲能和發電方面的研究，並取得新進展。

科研人員介紹，在火星上發電並非易事，要考慮到使用一種易於獲取且用之不竭的介質來實現發電。在地球上發電，例如火電站和核電站使用的工作介質一般是水。而在宇宙空間開展核能發電，此前科學界討論比較多的是採用稀有氣體氦-氙作為工作介質，但是氦-氙不是火星上原生的資源，會面臨不能及時補充的問題。中國科學技術大學研究人員提出將火星大氣作為發電系統工作介質的新思路。

創新火星電池儲能系統概念

中國科學技術大學研究員石凌峰表示，工作介質其實是發電系統的一個能量轉化的載體，我們也可以通俗地把它稱為發電系統的「血液」，火星大氣具有優良的熱電轉化性能。

經過研究分析，科研人員發現相較於目前廣泛研究的氦-氙稀有氣體方案，以二氧化碳為主的火星大氣具有較大的分子質量和單位體積作功能力，將其用於發電系統，效率最大可提升20%、功率密度最大可提升14%，而且可以實現工作介質原地隨時獲取，這就為未來大規模火星探測任務提供了一種「因地制宜」的能源生產解決方案。

不僅在火星發電領域，研究團隊同時還開展了利用火星大氣進行儲能方面的研究，這有望為將來在火星上開展的探測任務提供能源方面的保障。

與地球表面不同，火星大氣由二氧化碳、氮氣、氬氣等氣體組成，其中二氧化碳含量高達95%以上，這成為火星資源利用的主要關注對象。為了將來人類可以利用火星上的大氣進行儲能，中國科學技術大學科研團隊創新性地提出了火星電池儲能系統概念。這種火星電池以火星大氣中的活性物質作為反應燃料，來實現電量釋放，為火星探測器和基地等提供持續能源供給。而在電能儲存時，則結合電能、光能、熱能等能量形式，將能量重新存儲到火星電池儲能系統中。

「火星氣電池」擬供火星車使用

中國科學技術大學博士後肖旭表示，火星氣電池是將空氣中或者是火星中的大氣成分吸入到電池裏面，作為它的主要的活性氣體，釋放出電能，供火星車或者是火星直升機的使用。

研究人員在模擬火星大氣及晝夜溫差的條件下，對這種電池的性能開展了測試。結果顯示，即使在0℃低溫環境下，電池依然能穩定驅動電子設備。使用火星大氣作為燃料，不僅大幅減輕了電池系統整體重量，還實現了能源的就地獲取與自給自足，為火星開發與研究提供了全新的高能量密度儲能方案，對提升火星任務的自主性與可持續性具有重要意義。