就在5月29日，咱们中国的天问二号探测器，像一位勇敢的深空马拉松选手，搭乘着长征三号乙火箭，从西昌卫星发射中心一飞冲天，正式开启了它史诗般的10年太阳系探索之旅！

它先要去会一会神秘的小行星2016HO3，采点“土特产”送回地球，然后马不停蹄，再花7年时间奔赴更遥远的彗星311P。这一路，最远要跑到离地球5亿公里的地方，注定要刷新咱中国乃至世界航天的纪录！

但你知道吗？咱们的目光，可不仅仅停留在这一次壮丽的启程上。就在天问二号奔向星辰大海的同时，科学家们已经在为更宏伟的目标——登陆火星、建立科研基地——紧锣密鼓地布局了！

计划就在2028年前后发射天问三号，目标是2031年前后把火星的宝贝石头和土壤带回来！

然而，要想在火星上长期搞科研，甚至未来让人类常驻，有个大问题必须解决：能源从哪来？

火星上可没有国家电网！总不能靠从地球运发电机和成吨的燃料吧？那成本高得吓死人，也不可持续。

别急！最近，中国科学技术大学的一支研究团队，就在这个关键难题上取得了激动人心的新突破——他们瞄上了火星上最“富足”的资源：稀薄的火星大气本身！

火星发电？地球那套行不通！

想在火星上发电，可不是把地球上的发电厂直接搬过去那么简单。在地球上，无论是烧煤的火电站还是核电站，核心的工作介质通常都是水。水吸热变蒸汽，推动涡轮机发电，这套流程咱熟。但在火星？水是极其珍贵的战略资源！用它发电？太奢侈，风险也高。

那用啥替代呢？科学家们之前考虑过在太空任务中使用一种稀有气体混合物——氦-氙（He-Xe）。这东西在地球上就挺稀罕金贵，更别说要跨越茫茫宇宙运到火星了。万一路上泄漏了，火星上可没地方补充，整个发电系统就得罢工。这显然不是长久之计！

中国智慧：火星空气变“能量血液”！

中国科大的科学家们脑洞大开：火星上最不缺的是什么？是空气啊！虽然大气密度只有地球的约1%，但到处都是，取之不尽！他们提出了一个极具创意的方案：直接用火星大气本身作为发电系统的工作介质！

火星大气主要成分是二氧化碳，有个天生的优势，它的分子量大、比热容高。通俗点说，就是它力气大、能扛热。加热同样的热量，火星大气膨胀得更厉害，能推动涡轮机做更多的功；而且它吸收大量热量温度才升高一点点，这意味着能量转化效率更高。

效率飙升！就地取材才是王道！

经过精密的研究和计算，团队惊喜地发现，和之前看好的氦-氙方案相比，用火星大气发电，发电效率最高能提升20%！单位体积产生的功率最高能提升14%！最最关键的：这个工作介质就在火星上，随用随取，彻底解决了运输难题和补给困扰。

光发电还不够？

聪明的中国科学家们想得更远：火星上有漫长的夜晚，还有遮天蔽日的沙尘暴，光靠发电设备即时发电可能不够稳定。怎么办？得把富余的电能存起来！于是，他们又创新性地提出了“火星电池”的概念！

地球空气主要是氮气和氧气，而火星大气95%以上是二氧化碳（CO2），还混有氮气（N2）、氩气（Ar）等。这个“火星电池”的神奇之处在于，它直接“呼吸”火星空气！

吸入大气中的活性成分，主要是CO2作为“燃料”，通过内部的电化学反应，就能释放出电能，给火星车、火星直升机或者未来的基地供电。当有多余的电能需要储存时，它又能结合电能、光能或热能，把能量重新“锁”回电池系统里。

严寒挑战？火星电池轻松过关！

火星表面平均温度零下63℃，夜晚更是冷得刺骨。这种电池扛得住吗？研究人员在实验室里模拟了火星大气的成分和巨大的昼夜温差，对电池性能进行了严苛的“魔鬼测试”。

结果令人振奋：即使在0℃的低温环境下，这种“火星电池”依然能稳定驱动电子设备！可以说，“火星电池”的成功研发，为未来火星任务的长期自主运行和可持续性，打下了坚实的基础。

火星虽然荒凉，但它和地球一样有24小时左右的自转周期和四季变化。专家们敏锐地指出，对火星大气（主要是CO2）的高效开发利用，其意义远不止于发电和储电！它正在成为构建下一代深空能源系统的关键钥匙！

想象一下未来的火星科研站：一套围绕火星气体（CO2）建立的超级综合能源系统正在科学家们的蓝图中逐渐清晰：发电系统中温段的热气，可以用于甲烷化反应（Sabatier反应），把CO2和从地球带去或火星上电解水得到的氢气结合，生产液态甲烷燃料（CH4）——这可是火箭和火星车的“口粮”！

发电系统高温段的热气，则可以用来驱动高温电解技术，把火星大气中的CO2分解，直接生产氧气（O2）！供宇航员呼吸，也是火箭燃料燃烧的必需品。

看明白了吗？富含碳（C）和氧（O）原子的火星大气（CO2），通过这套“吃干榨净”的神奇系统，就能华丽变身为电、热、氧气、火箭燃料这些维系生命和开拓行动的宝贵资源！一个基于火星本土资源的、近乎完美的能源闭环正在从构想走向现实。