项目概述与目标 - 中国科学院大连化学物理研究所主导的“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已于近日在中国空间站内成功开展 神舟二十一号航天员乘组及载荷专家张洪章共同在轨操作实验 [1] - 项目核心目标旨在直接观测与解析微重力环境对电池内部关键过程的影响机理 为提升航天器能源系统效能提供科学依据 [1] - 项目旨在突破重力场与电场耦合作用的认知瓶颈 推动电化学基础理论发展 并为优化在轨电池系统、设计下一代高比能高安全太空电池提供依据 [1] 研究背景与科学价值 - 锂离子电池因能量密度高、循环寿命长和安全可靠性高 被视为现代航天任务的“能量心脏” 对其性能的研究已深入到微观机理层面 [1] - 地面实验中 重力场始终与电场交织 难以单独厘清重力对电池内部过程的影响 太空的微重力环境为突破这一科研瓶颈提供了理想实验场 [2] - 在太空微重力环境下 能够更纯粹地研究电池内部离子传输、嵌入脱出等关键过程 电解液内部化学物质的分布状态是决定电池功率和寿命的核心因素之一 [1][2] 实验挑战与执行细节 - 微重力环境为实验带来新挑战 电池内部液体行为与地面差异显著 可能导致电池性能下降、安全性风险增加 [2] - 在轨实验过程中 载荷专家张洪章基于科学判断 开展了微重力环境下的锂离子电池原位光学观测实验 全程获取了锂枝晶生长全流程影像 [2] - 实验执行包括精密电化学实验的精密调节、实验流程的精确执行、实验状态的实时监控、关键科学现象的识别与记录等环节 [2] - 载荷专家的主观能动性是该项目获取新现象、新发现、新成果的重要保障之一 [2]

项目启动 - 超重力离心模拟与实验装置于9月29日在浙江杭州启动首台离心机主机 [2] - 该设施为国家重大科技基础设施 [2] 技术能力 - 设施将营造超过地球重力千百倍的"超重力场" [2] - 设施可实现"时空压缩"效应 [2] 建设与构成 - 超重力离心模拟与实验装置由浙江大学牵头建设 [2] - 设施包括三台离心机主机 [2] - 设施包括六座实验舱的18台机载装置 [2] - 六座实验舱分别为边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备 [2] 应用领域 - 该设施为一系列研究提供关键支撑 [2]

项目启用与规模 - 国家重大科技基础设施“超重力离心模拟与实验装置”于9月29日正式启用部分核心设备 [1] - 该装置由浙江大学牵头建设，包括3台超重力离心机、18台机载实验装置以及实验大楼等配套设施 [1] 技术成就与创新 - 此次启用的是目前全世界容量最大的超重力离心机 [1] - 团队自主研发的实验装置也同步亮相 [1]

项目启动与核心能力 - 国家重大科技基础设施超重力离心模拟与实验装置于9月29日在浙江杭州启动首台离心机主机 [1] - 该设施将营造超过地球重力千百倍的超重力场，实现时空压缩效应，为一系列研究提供关键支撑 [1] - 项目由浙江大学牵头建设，包括三台离心机主机和六座实验舱的18台机载装置 [1] 设施规模与技术参数 - 本次启动的首台离心机型号为CHIEF1300，容量为1300g·t（重力加速度·吨），是目前世界上容量最大的离心机 [1] - 另外两台容量更大的离心机CHIEF1500（1500g·t）和CHIEF1900（1900g·t）正在紧锣密鼓地安装建设中 [1] - 六座实验舱涵盖边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备等领域 [1]