固体氧化物燃料电池（SOEC）
登陆火星，玻璃材料会起到什么作用？
生命能否在其他星球上生存？ 美国航天局 NASA 于 2020 年 7 月将其毅力号 (Perseverance) 探测车发送至火星，以期解答这一问题。2021 年 2 月，毅力号带着七个独特的设备登上火星。它们将帮助人类更好地探索这个星球。其中最令人兴奋的一点就是 MOXIE（利用火星就地资源产生氧气的实验仪）。该实验首次尝试通过电解火星大气中的二氧化碳来提取氧气。MOXIE 使用美国公司 OXEon Energy 开发的固体氧化物电解（SOXE）堆。在穿越太空的旅途中，该电解堆会暴露在极端条件下： 这就要求它不仅要能承受火箭发射和着陆的冲击，还要能在 -55 °C 至超 800 °C 的环境下工作。为确保在执行任务期间电解堆能高效工作，OXEon 使用肖特的特殊微晶玻璃密封件。
MOXIE 如何工作
OXEon Energy 开发的 MOXIE 使用固体氧化物电解（SOXE）堆将二氧化碳转换为氧气。其工作元件由堆叠的电解质电池单元组成，电池一侧涂覆有阴极，另一侧涂覆有阳极。互连板将气体分离，并引导气体通过电解堆。这些电解板均采用肖特极耐高温、气密的微晶玻璃进行密封。
当二氧化碳在电势作用下流经阴极时，会发生反应并电解。一氧化碳将被排出，而氧离子则进行电化学反应，通过SOXE聚集到阳极进行氧化。氧原子结合便产生了氧气。
玻璃密封件通过密封键合的方式将电解堆连接在一起
在 SOXE 堆生产过程中，玻璃粉被熔化，从而在陶瓷电解质和电解槽的金属互连件之间形成键合。密封玻璃的设计与金属和陶瓷的具体热膨胀系数相匹配，可提供精确的气密密封，即使在温度变化时也能保持稳定。此外，电解堆中一部分串联的电池，也能通过无碱玻璃进行电绝缘，并且非常耐高温。
“极端温度和冲击力给 MOXIE 带来了特殊的挑战，”肖特电子封装技术销售经理 Jens Suffner 博士解释道。“很多类型的玻璃在 500 °C 及更高温度下会变软。” 为了防止这种情况，肖特使用具有特定晶相的特殊密封玻璃。因此，即使在火星上恶劣的条件下，也能保持玻璃密封的气密性和足够的强度。
随着 MOXIE 的成功，它可能会彻底改变人类对火星的探索。载人空间任务所需的空气可直接在就地生成。生成的氧气还可用作制造火箭燃料的氧化剂。这将解决回程飞行所面临的重大挑战。到目前为止，通往火星的飞行一直被视作是单程旅行。
肖特密封玻璃为何可在火星上大显身手
