188bet足球談鵬教授團隊在火星原位能源利用領域取得進展，首次揭示了鋰-火星氣體電池（LMGBs）的溫度調控機制，為下一代深空探測能源電池設計提供了理論基石。相關研究成果以“Deciphering Temperature-Governed Processes of Lithium-Mars Gas Batteries”為題發表于國際期刊Advanced Functional Materials。

火(huo)星具有復雜的(de)(de)(de)自然環境，包(bao)括含有多(duo)種氣體的(de)(de)(de)火(huo)星大氣以及(ji)劇烈的(de)(de)(de)溫度(du)波(bo)動。鋰-火(huo)星氣體電(dian)池(chi)因可直接利用火(huo)星大氣釋放電(dian)能，被視為未來火(huo)星基地的(de)(de)(de)供能技術。然而，電(dian)池(chi)在寬溫域下的(de)(de)(de)反應(ying)路徑復雜、界(jie)面易失(shi)效等問題(ti)制約其應(ying)用。本研究揭(jie)示(shi)了溫度(du)通過調控“兩電(dian)子-四電(dian)子反應(ying)路徑競爭”和“固(gu)態產物生長模(mo)式(shi)”主導(dao)電(dian)池(chi)性能，且低(di)溫下容量(liang)(liang)衰減的(de)(de)(de)關鍵因素(su)來源(yuan)于過量(liang)(liang)無定形碳(tan)導(dao)致的(de)(de)(de)界(jie)面鈍化。

研究團(tuan)隊(dui)發(fa)現，溫(wen)(wen)(wen)度(du)能(neng)夠驅動反應(ying)路徑切換與(yu)界面重構。溫(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)(gao)時，電池(chi)放電反應(ying)從生(sheng)(sheng)成固態碳(tan)的(de)四電子路徑（4Li?+3CO?+4e?→2Li?CO?+C）轉向生(sheng)(sheng)成氣態一氧化(hua)碳(tan)的(de)兩(liang)電子路徑（2Li?+2CO?+2e?→Li?CO?+CO），反應(ying)動力學提(ti)升(sheng)兩(liang)倍。充(chong)(chong)電過程中(zhong)(zhong)，高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)境激發(fa)單線態氧等高(gao)(gao)活性物質生(sheng)(sheng)成，使碳(tan)酸(suan)鋰(li)分(fen)解(jie)效率提(ti)升(sheng)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)碳(tan)酸(suan)鋰(li)以(yi)孤(gu)立三維結構生(sheng)(sheng)長，界面二氧化(hua)碳(tan)濃度(du)相較(jiao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)提(ti)升(sheng)四倍，可(ke)破解(jie)低(di)溫(wen)(wen)(wen)界面窒息難題。基(ji)于上(shang)述機制，團(tuan)隊(dui)提(ti)出了溫(wen)(wen)(wen)度(du)自適應(ying)充(chong)(chong)電協議，在火星晝夜(ye)循環(huan)中(zhong)(zhong)，利用日間(jian)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)觸發(fa)高(gao)(gao)效分(fen)解(jie)模(mo)式，夜(ye)間(jian)低(di)溫(wen)(wen)(wen)啟動保護性慢(man)充(chong)(chong)策略。通過抑制無定形碳(tan)生(sheng)(sheng)成、優化(hua)固態產物形貌，提(ti)高(gao)(gao)電池(chi)功率，可(ke)支持火星車夜(ye)間(jian)持續行駛。

圖(tu)：不同(tong)溫度(du)下(xia)鋰火星氣電池性能

188bet足球肖旭博士(shi)后(hou)為(wei)論文(wen)第一(yi)作(zuo)者，談鵬教授為(wei)通訊(xun)作(zuo)者。本工作(zuo)得到國家自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金委(wei)、安(an)徽省自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金、中國博士(shi)后(hou)基(ji)金會以及中國金宝搏入口188基(ji)金等項目的資助。

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