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「图」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

2019-11-07 08:56:08 | 西红信息门户网

如果电池研究专家把麦克风带到舞台上,他自信地说,“我正在使用的纳米技术将彻底颠覆储能领域。”然后他会被许多人嘲笑。虽然一些企业不断试图突破电池领域的桎梏,但10家企业中有一半已经死于概念验证,4家企业正经历商业化的困难,而其余的一家可能会继续艰难前行,但商业化进程并不十分顺利。

图片:yen strandqvist/chalmers

然而,来自瑞典查尔莫斯理工大学和斯洛文尼亚国家化学研究所的一个最近的研究小组发现了一个新的研究方向,使用铝作为电池的阳极,使用纳米级有机碳分子蒽醌作为阴极。

在过去对铝电池的研究中,大多数科学家选择石墨或石墨烯作为电池的阴极。然而,由于石墨的全球储存并不特别丰富,石墨烯是一种神奇的超导材料,因此价格昂贵,不适合广泛的商业用途。瑞典科学家发现的有机化合物蒽醌更便宜、更环保,其能量密度也增加了2倍。

地球上铝的储量非常丰富,相关的商业模式也非常成熟,所以铝电视具有储量丰富、价格低廉的优势。蒽醌也是自然界和工业中常见的碳基有机物,广泛应用于农药中。虽然它是一些泻药(如大黄)的重要成分,但基本上对人体健康无害。

在《储能材料》中发表的《铝金属阳极有机阴极电池的概念和电化学机理》一文中,研究人员解释说蒽醌可以在电解质中储存正电荷载流子,从而保证其器件的能量密度是传统铝电池的两倍。研究人员说:“由于新的阴极材料可以使用更合适的电荷载体,电池可以更好地利用铝的潜力。”

科学家称,尽管铝储存技术离商业化生产还有很长的路要走,但新设备将能够与锂离子储存竞争或互补。文章说:“到目前为止,铝电池的能量密度只有锂离子电池的一半,但我们的长期目标是实现相同的能量密度。”

研究小组说,作为电荷载体,铝原则上比锂离子好。这项研究的合著者帕特里克·约翰逊说:“此外,这些电池还可以大大减少对环境的危害。”

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