该电池能够正常的使用火星大气成分，来作为电池反应燃料物质，并能实现较高的单位体积内的包含的能量、以及较长时间的循环性能。
在 0 摄氏度低温下，这款电池的单位体积内的包含的能量达到 373.9Wh/kg，循环寿命达 1375 小时（约为两个火星月）。
对于相关论文审稿人评价称，本次研究详细展示了火星电池的概念、应用潜力和电化学性能，能为开发太空能源供应系统带来一定启发。
研究人员表示：“我们的目标就希望开发可以在一定程度上完成火星资源原位利用的电源系统。”
虽然目前和实际应用尚有一定距离，但他们盼望能为太空资源利用提供一定参考，即未来或能直接用行星自身的环境资源来提供能源，从而开发更加有效的能量转化与存储系统。
对于锂空气电池锂体系来说，空气中的氧气是电池中的反应物。由于空气不占据电池内的质量和空间，因此电池具有极高的能量密度。
然而，为了确认和保证电池能够稳定工作，需要尽可能地除去空气中的杂质气体，例如除去二氧化碳和水分，这也是一些电池被称为锂氧气电池的原因。
此前，曾有论文报道称如果将氧气换成二氧化碳，电池也能充放电，并且性能可以和锂氧气电池相媲美。
这引起了谈鹏极大的研究兴趣，但是受制于时间原因和实验条件，他在当时并未针对锂二氧化碳电池体系开展研究。
入职中国科学技术大学之后，他建立了自己的课题组，并开始研究锂氧气电池和锂二氧化碳电池等锂气体电池。
要想了解锂二氧化碳电池，先得了解一下锂气体电池体系。电池的结构最重要的包含：金属锂、多孔空气电极、以及含有电解质的隔膜。
因此，尽管这类电池的名字叫作空气电池，但是在这类电池完成组装之后，并不能放在空气中测试，而是要放在相对纯净的气体之中，例如放在氧气或放在二氧化碳中开展测试。
为了营造这种测试条件，人们通常会采用一个测试舱，并让其中充满对应的气体。
通过使用这种检测系统，该团队开始了相应的研究。其中，锂氧气电池实验展现出较好的可重复性和稳定性。
然而，在锂二氧化碳电池的实验中，课题组发现电池放电电压实验的可重复性较差。
理论上，电池的平衡电压是 2.8V。此前学界在已有文献中测出来的放电电压一般在 2.6V 左右。
但是，对于同样的电池材料，该团队在实测时发现有时电压是 2.6V。尽管这和已有文献报道非常接近，但是一旦进行放电，电压就会迅速下降到 2.0V。
于是他们开始猜测：是不是截止电压设得太高了？于是，他们将截止电压设得更低甚至接近 0V，结果发现尽管电池存在电压平台，但是电压仅仅在 1.5V 左右，和已有文献报道存在巨大差异。
这让课题组在很长一段时间里陷入了自我怀疑，即为何不能稳定地重复已有的文献结果？是不是电池夹有问题？是不是电池组装手法有问题？
在各种尝试均以失败告终之后，他们将目光转向测试舱。大家开始猜想：会不会是测试舱有问题？难道是密封不好出现了漏气？
于是，他们重新设计一个检测系统，让电池的空气电极直接和测试气氛相连，同时确保不可能会受到其他气体的干扰。并针对电池本身的气密性加以测试，保证不存在气体泄露的情况。
在这套检测系统的帮助之下，他们先是测试了锂氧气电池，结果发现性能和已有文献报道非常一致，这说明系统的可靠性较高。
接着，他们测试了二氧化碳气氛，发现电压只有 1.1V 左右，同时实验表现出较好的重复性。
随后，他们又进行新的测试和表征，结果发现确实发生了锂和二氧化碳的电化学反应，同时并不存在任何机理问题。
那么，为何实验中的电压和大部分已有文献报道存在一定的差异？难道是测试舱存在泄漏？如果是的话又是什么气体导致的？
为厘清以上问题，他们在二氧化碳气氛之中添加微量的杂质气体，结果发现只需微弱的水分和氧气，就能显著地提升电池的电压。
进一步地，只需将测试舱拧松一点，电压就能神奇地变为 2.6V 左右。也就是说，在单纯的二氧化碳气氛之下，电池的电压只能处于较低水平。
通过此，该团队揭示了锂二氧化碳电池的真实工作电压。后来，他们将上述成果整理为论文，并发表在 PNAS 上 [1]。
针对这篇论文，有关媒体也发表了题为《锂二氧化碳电池未来发展趋势或被重新定义》的报道文章。
在此基础之上课题组开始思考：既然纯净的二氧化碳气氛不会给电池电压带来太多优势，而杂质气氛却可以明显提升电压，那么锂二氧化碳电池到底能被用于哪些环境？
以火星为例，火星大气中含有 95% 以上的二氧化碳。事实上，在学界提出锂二氧化碳电池不久之后，就有论文指出可以将其用于火星。
然而，对于火星的大气环境来说，不能仅仅考虑二氧化碳气氛。因为火星里不仅存在杂质气氛，并且还有剧烈的温度波动。
那么，杂质气氛和气温变化，到底会对电池性能带来哪些影响？为此，该团队开展了本次关于火星电池的研究。
由于需要针对气氛进行调控，为此要调配出和火星气一样的气体组分和分压。同时，还要针对温度加以良好控制，以确保能在低温下测试较长的时间。
通过精心设计的实验他们发现：电池在充放电过程中，会伴随着碳酸锂的生成，同时还会分解电化学反应，并且电池性能存在强烈的温度依赖性。
而在投稿过程中，课题组也曾经历过一些波折。期间，曾有审稿人让他们探究宇宙射线和陨石对于电池安全性的影响。
“这显然已经超出了我们的研究范围和实验范畴。因此，目前的成果只能说是一个阶段性成果，同时也很谢谢 Science Bulletin 给予我们发表论文的机会。”研究人员表示。
整体来看，目前的工作还非常初步，仅在概念上验证了原位利用火星资源的可行性，比如验证了当使用火星气体作为燃料发电时，能在一定的稳定范围内让电池进行工作。
其一，火星大气之中除了存在 95% 的二氧化碳气体之外，还存在氮气、氩气、氧气等组分，这些组分的互相纠结，到底会给电池性能带来何种影响？
其二，火星表面的平均大气压强甚至达不到地球平均大气压强的 1%，即火星的大气压力非常低。
首先，这会导致作为反应气体的二氧化碳在电池中的浓度过低，以至于会影响反应动力学。
其次，这会造成液态电解质的挥发，从而会影响火星气电池这种半开放系统的稳定性。
再次，火星的平均气温相比来说较低，只有大约零下 60 摄氏度，这不仅远远低于地球的平均温度，并且火星上昼夜温差极大的气候特点，会导致电池性能发生剧烈波动甚至失效。
最后，火星上气体稀薄，并伴随着飓风，这会给电池的运行稳定性产生重要影响。
一方面，将深入研究电池里面机理，例如研究不同气体组分的影响、压强和温度，对于反应动力学的作用等。
二方面，将开发高性能的电池材料，包括开发高性能催化剂、高稳定金属电极、高透气率空气电极、稳定的电解质体系（例如半固态电解质或全固态电解质）。
三方面，将开发电芯辅助系统，包括通过开发气体调控单元来过滤有害化学气体组分，从而让气压调控单元为电池输入合适的压力，并让电池在合适的稳定范围以内工作。
对于本次火星电池的反应机理，尤其是微量气氛和温度对于反应路径的影响，目前该团队正在开展新的研究。后续，他们也将继续探究特殊环境下的电池机理与性能优化。
总的来说，他们盼望开发出能在火星环境中稳定高效工作的电源系统，从而为火星资源的原位利用提供可行性方案，争取为深空探测贡献一份力量。
此外，对于锂二氧化碳电池来说，该团队认为火星电池是其中的一个分支应用方向。
既然二氧化碳气体能被作为燃料气体反应发电并能生成碳，而且杂质气体对于电池性能可能还存在促进作用，那么能否将该技术用于二氧化碳捕获？
其次，实现固体产物的收集，也就是把生成的碳收集起来，避免造成多孔电极的堵塞。
针对这样一些问题，课题组也已开展了一系列研究，还以《“碳锁”——面向工业废气“固碳-发电”的新型锂二氧化碳电池》为项目，参加全国大学生节能减排创新大赛并获得了特等奖。
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