中國金宝搏入口188在火星氣電池溫度調控機制方面取得進展
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。
火星(xing)具有復雜(za)的(de)自然(ran)環境，包括含有多種氣(qi)體(ti)的(de)火星(xing)大氣(qi)以及劇烈(lie)的(de)溫(wen)(wen)度波動(dong)。鋰-火星(xing)氣(qi)體(ti)電(dian)池(chi)因(yin)可直(zhi)接利用火星(xing)大氣(qi)釋放電(dian)能(neng)，被視為未來火星(xing)基地的(de)供能(neng)技術。然(ran)而，電(dian)池(chi)在(zai)寬溫(wen)(wen)域下的(de)反應(ying)路(lu)徑(jing)復雜(za)、界面(mian)易失效等問題制約其應(ying)用。本(ben)研究揭(jie)示(shi)了溫(wen)(wen)度通過(guo)調控“兩電(dian)子-四(si)電(dian)子反應(ying)路(lu)徑(jing)競爭”和“固態(tai)產物生長模(mo)式”主(zhu)導電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)，且低溫(wen)(wen)下容量衰減的(de)關鍵因(yin)素(su)來源于過(guo)量無定形碳導致的(de)界面(mian)鈍化。
研究團(tuan)隊(dui)發(fa)(fa)(fa)現，溫(wen)(wen)度(du)(du)能(neng)夠驅動(dong)反(fan)應路(lu)徑切換與界(jie)面重構(gou)。溫(wen)(wen)度(du)(du)升(sheng)(sheng)高時，電(dian)池(chi)放電(dian)反(fan)應從生(sheng)成固態(tai)碳(tan)的四電(dian)子(zi)路(lu)徑（4Li?+3CO?+4e?→2Li?CO?+C）轉向生(sheng)成氣態(tai)一氧化(hua)碳(tan)的兩(liang)電(dian)子(zi)路(lu)徑（2Li?+2CO?+2e?→Li?CO?+CO），反(fan)應動(dong)力學提升(sheng)(sheng)兩(liang)倍。充(chong)電(dian)過程中(zhong)，高溫(wen)(wen)環境激(ji)發(fa)(fa)(fa)單(dan)線態(tai)氧等高活性物質(zhi)生(sheng)成，使碳(tan)酸鋰分(fen)解效率(lv)提升(sheng)(sheng)。高溫(wen)(wen)下碳(tan)酸鋰以孤立(li)三(san)維(wei)結構(gou)生(sheng)長(chang)，界(jie)面二氧化(hua)碳(tan)濃度(du)(du)相較低溫(wen)(wen)提升(sheng)(sheng)四倍，可破解低溫(wen)(wen)界(jie)面窒息難題。基于(yu)上述機制，團(tuan)隊(dui)提出了溫(wen)(wen)度(du)(du)自適應充(chong)電(dian)協(xie)議，在火(huo)星晝(zhou)夜(ye)(ye)循環中(zhong)，利用日間(jian)高溫(wen)(wen)觸發(fa)(fa)(fa)高效分(fen)解模式，夜(ye)(ye)間(jian)低溫(wen)(wen)啟(qi)動(dong)保護(hu)性慢(man)充(chong)策略。通過抑制無定形(xing)碳(tan)生(sheng)成、優化(hua)固態(tai)產物形(xing)貌，提高電(dian)池(chi)功率(lv)，可支持火(huo)星車夜(ye)(ye)間(jian)持續行(xing)駛。
圖：不同溫度下鋰火星氣電池(chi)性能
188bet足球肖旭博(bo)士后為(wei)論文第一(yi)作者(zhe)(zhe)，談鵬教授(shou)為(wei)通訊作者(zhe)(zhe)。本工作得到(dao)國(guo)家自然科學基(ji)金委(wei)、安徽省自然科學基(ji)金、中國(guo)博(bo)士后基(ji)金會以(yi)及中國(guo)金宝搏入口188基(ji)金等項(xiang)目(mu)的(de)資助。
相關論文鏈接：//doi.org/10.1002/adfm.202505676
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