鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:676次 | 2020年03月12日
這次或許真能顛覆電池領(lǐng)域:科學(xué)家研發(fā)新型可再生鋁電池
假如說有一位電池研究專家拿著麥克風(fēng)走上舞臺(tái),自信滿滿的說道:“我所使用的納米技術(shù)將會(huì)徹底顛覆儲(chǔ)能領(lǐng)域?!蹦敲此欢〞?huì)被很多人調(diào)侃嘲笑。固然不斷有公司試圖沖破電池領(lǐng)域的桎梏,但十家公司中有一半是死于概念驗(yàn)證(proof-of-concept),4家是商業(yè)化難產(chǎn),而剩下的1家才有可能步履維艱的繼續(xù)朝前邁進(jìn),但商業(yè)化進(jìn)展也不是非常順利。
不過近期來自瑞典查爾莫斯理工大學(xué)(ChalmersUniversityofTechnology)和斯洛維尼亞國家化學(xué)研究所(NationalInstituteofChemistryinSlovenia)組成的科研團(tuán)隊(duì)找到了新的研究方向,使用鋁作為電池的陽極,并使用納米級(jí)有機(jī)碳分子蒽醌(anthraquinone)作為陰極。
在過去的鋁電池研究中,大多數(shù)科學(xué)家都選擇石墨或者石墨烯作為電池的陰極,但由于石墨全球存儲(chǔ)量并不是特別豐富,而且石墨烯又是神奇的超導(dǎo)材料,因此價(jià)格不菲,并不適合廣泛商業(yè)使用。而瑞典科學(xué)家找到的有機(jī)化合物蒽醌成本更低、更加環(huán)保,而且能量密度還提升了2倍。
鋁的儲(chǔ)量在地球上非常豐富,而且相關(guān)商業(yè)模式也非常的成熟,因此鋁電視具備儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的等優(yōu)勢。而蒽醌也是常見于自然界、工業(yè)領(lǐng)域的碳基有機(jī)物,被廣泛應(yīng)用于殺蟲劑。雖然它是某些瀉藥(例如大黃)的重要成分,但是它對(duì)人體健康基本上沒有危害。
在《能源存儲(chǔ)材料》上發(fā)表的論文《鋁金屬陽極?有機(jī)陰極電池的概念和電化學(xué)機(jī)理》中,研究人員解釋說蒽醌可以存儲(chǔ)電解質(zhì)中的正電荷載流子,從而確保其裝置的能量密度是傳統(tǒng)鋁電池的兩倍。研究人員說:“由于新型陰極材料可以使用更合適的電荷載體,因此電池可以更好地利用鋁的電勢。”
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
科學(xué)家聲稱,盡管鋁存儲(chǔ)技術(shù)距離商業(yè)生產(chǎn)還有很長的路要走,但新設(shè)備將能夠與鋰離子存儲(chǔ)競爭或互補(bǔ)。該論文說:“到目前為止,鋁電池的能量密度僅為鋰離子電池的一半,但我們的長期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)相同的能量密度?!?/p>
該研究小組稱,鋁在原則上比鋰離子作為電荷載體更好。研究合著者帕特里克·約翰遜(PatrikJohansson)表示:“此外,這些電池還可能大大減少對(duì)環(huán)境的危害?!?/p>