据北京新华社1月7日报道，记者7日从中国科学院获悉，“空间应用锂离子电池电化学与光学原位研究”项目正在中国空间站开展。神舟21名航天员联合在轨开展了该工程的实验。中科院研究员张宏章作为有效载荷专家具有专业优势。锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、安全可靠等特点，成为现代航天任务的“能源心脏”。目前，对锂离子电池性能的研究已经深入到微观力学层面，而电解液中化学物质的分布是决定电池性能和寿命的核心因素之一。然而，在地面实验中，引力场和电场总是存在的。这些因素相互交织，使得很难单独阐明重力对电池内部过程的影响。太空独特的微重力环境为克服这一科学研究瓶颈提供了理想的试验场。在太空中，电池中离子的传输、插入和提取等关键过程可以以更纯净的形式进行研究。然而，微重力环境也给实验带来了新的挑战。电池内部液体的行为与土壤的行为非常不同，这可能导致电池性能下降并增加安全风险。 “空间应用锂离子电池电化学与光学原位研究”项目旨在观测并直接分析微重力环境对电池主要内部过程的影响机制，为提高航天器能源系统效率提供坚实的科学依据。实验过程中，依据科学根据判断，有效载荷专家在微重力环境下对锂离子电池进行了原位光学观测实验，对锂枝晶的整个生长过程进行了成像，完成了精密电化学实验的微调、实验程序的精确执行、实验状态的实时监控、重要科学现象的识别和记录等。有效载荷专家的主观能动性将是该项目产生新现象、新发现、新成果的重要保证之一。这一实验进展打破了电场和引力场耦合效应的认知瓶颈，促进了基础电化学理论的进一步发展，并支撑了当前在轨电池系统。据悉，有望为下一代高比能量、高安全性空间电池的优化和设计提供依据。 （记者胡哲）辛集编辑器