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这次或许真能颠覆电池领域:科学家研发新型可再生铝电池

发布时间:2019-10-09 01:22内容来源:网络整理 点击:

  如果说有一位电池研究专家拿着麦克风走上舞台,自信满满的说道:“我所使用的纳米技术将会彻底颠覆储能领域。”那么他一定会被很多人调侃嘲笑。固然不断有企业试图冲破电池领域的桎梏,但十家企业中有一半是死于概念验证(proof-of-concept),4家是商业化难产,而剩下的1家才有可能步履维艰的继续朝前迈进,但商业化进展也不是非常顺利。


Image: Yen Strandqvist/Chalmers

  不过近期来自瑞典查尔莫斯理工大学(Chalmers University of Technology)和斯洛维尼亚国家化学研究所(National Institute of Chemistry in Slovenia)组成的科研团队找到了新的研究方向,使用铝作为电池的阳极,并使用纳米级有机碳分子蒽醌(anthraquinone)作为阴极。

  在过去的铝电池研究中,大多数科学家都选择石墨或者石墨烯作为电池的阴极,但由于石墨全球存储量并不是特别丰富,而且石墨烯又是神奇的超导材料,因此价格不菲,并不适合广泛商业使用。而瑞典科学家找到的有机化合物蒽醌成本更低、更加环保,而且能量密度还提升了2倍。

  铝的储量在地球上非常丰富,而且相关商业模式也非常的成熟,因此铝电视具备储量丰富、价格低廉的等优势。而蒽醌也是常见于自然界、工业领域的碳基有机物,被广泛应用于杀虫剂。虽然它是某些泻药(例如大黄)的重要成分,但是它对人体健康基本上没有危害。

  在《能源存储材料》上发表的论文《铝金属阳极有机阴极电池的概念和电化学机理》中,研究人员解释说蒽醌可以存储电解质中的正电荷载流子,从而确保其装置的能量密度是传统铝电池的两倍。研究人员说:“由于新型阴极材料可以使用更合适的电荷载体,因此电池可以更好地利用铝的电势。”

  科学家声称,尽管铝存储技术距离商业生产还有很长的路要走,但新设备将能够与锂离子存储竞争或互补。该论文说:“到目前为止,铝电池的能量密度仅为锂离子电池的一半,但我们的长期目标是实现相同的能量密度。”

  该研究小组称,铝在原则上比锂离子作为电荷载体更好。研究合著者帕特里克·约翰逊(Patrik Johansson)表示:“此外,这些电池还可能大大减少对环境的危害。”

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