在火星上发电！中国团队研究有了新进展

近年来，我国不断加快火星(huǒxīng)探测的步伐，2028年前后将发射天问三号探测器(tàncèqì)，2031年前后实现火星样品返回地球。为(wèi)顺利开展这些任务，我国科学家一直探索如何有效利用火星上的现有资源，为未来火星长期科研和人类驻留提供能源和资源保障(bǎozhàng)。

火星发电将为建科研站提供能源保障(bǎozhàng)

近期，中国科学技术大学的(de)研究团队就(jiù)利用火星大气作为介质，开展了储能和发电方面的研究，并取得新进展。

科研人员介绍，在火星(huǒxīng)上(shàng)发电(fādiàn)并非易事，要考虑到使用一种易于获取且用之不竭(yòngzhībùjié)的(de)介质来实现发电。在地球上发电，例如火电站和核电站使用的工作介质一般是水。而在宇宙空间开展核能发电，此前科学界讨论比较多的是采用稀有气体氦-氙作为工作介质，但是氦-氙并不是火星上原生的资源，会面临从(cóng)地球运输到火星过程中出现泄漏后不能及时补充的问题(wèntí)。那么如何用火星上原生的资源发电？中国科学技术大学研究人员提出将火星大气作为发电系统工作介质的新思路。

中国科学技术大学研究员 石凌峰(shílíngfēng)：工作介质它其实是发电系统的一个能量转化(zhuǎnhuà)的载体。我们也可以通俗地把它称为(chēngwéi)发电系统的“血液”。火星大气具有优良的热电转化性能(xìngnéng)。火星大气它的这种性质，它的这个分子质量是比较大的，比热容也比较高，那么这种特性带来了热功转换性能是较为(jiàowéi)优异的。

经过研究分析，科研人员发现相较于(yú)目前广泛研究的氦(hài)-氙稀有气体方案，以二氧化碳为主的火星大气具有较大(jiàodà)的分子质量和单位体积做功能力，将其用于(yòngyú)发电(fādiàn)系统，效率最大可提升20%、功率密度最大可提升14%，而且可以实现工作介质原地随时获取，这就为未来大规模火星探测任务提供了一种“因地制宜”的能源生产解决方案。

石凌峰介绍，利用火星大气就相当于是利用了当地的(de)资源，这个(zhègè)对未来可持续的火星科研站建设是一个很好的技术方案。

研发火星电池(diànchí)将为火星探测提供储能方案

不仅在火星发电领域，研究团队同时还开展了利用火星大气进行储能(chǔnéng)方面的(de)研究，这有望为将来(jiānglái)在火星上开展的探测任务提供能源方面的保障。

与地球表面不同，火星大气由二氧化碳、氮气、氩气等(děng)气体组成，其中二氧化碳含量高达95%以(yǐ)上，这成为火星资源利用的(de)主要关注对象。为了将来人类可以利用火星上的大气进行储能(chǔnéng)，中国科学技术大学科研团队创新性地提出了火星电池储能系统概念。这种(zhèzhǒng)火星电池以火星大气中的活性物质作为(zuòwéi)反应燃料，来实现电量释放，为火星探测器和基地等提供持续能源供给。而在电能储存时，则结合电能、光能、热能等能量形式(xíngshì)，将能量重新存储到火星电池储能系统中。

中国科学技术大学博士后 肖旭：火星气电池(diànchí)其实跟锂空气电池、锂二氧化碳电池是(shì)一脉相承的，它是将空气中或者是火星中的大气成分吸入到(dào)电池里面，然后作为它的主要的活性气体，然后释放出(chū)电能，供火星车或者是火星直升机的使用。

研究(yánjiū)人员在模拟火星(huǒxīng)大气及(jí)昼夜温差的条件下(xià)，对这种电池的性能开展了测试。结果显示，即使在0℃低温环境下，电池依然能稳定驱动电子设备。使用火星大气作为燃料，不仅大幅减轻(jiǎnqīng)了电池系统整体重量，还实现了能源的就地获取与自给自足，为火星开发与研究提供(tígōng)了全新的高能量密度储能方案，对提升火星任务的自主性与可持续性具有重要意义。

火星气体高效利用(lìyòng)将推动深空能源系统构建

火星(huǒxīng)与地球拥有相似的自转周期和四季变化。专家表示，火星气体的高效开发利用，正成为推动(tuīdòng)下一代深空能源系统构建的关键突破口。

据介绍，未来(wèilái)，围绕火星气体的能源化和(hé)资源(zīyuán)化利用，结合发电、储能、供热、制氧、制燃料等，可以进一步(jìnyíbù)拓展形成火星大气利用的综合(zōnghé)能源系统。比如，火星表面的平均温度(píngjūnwēndù)只有约零下63℃，发电系统的低温段余热，能够解决火星科研站的热能供应(gōngyìng)问题，同时中温段和高温段火星气体可以分别为甲烷化反应制燃料和高温电解制氧技术提供反应气，将富含的大量碳原子和氧原子的火星气体，转变为氧气(yǎngqì)和甲烷燃料等探测任务所需的宝贵资源。因此可以说，火星气体的高效开发利用，正成为推动下一代深空能源系统构建的关键突破口。