這次或許真能顛覆電池領域:科學家研發新型可再生鋁電池
發布時間:2019-10-08 15:52:26

這次或許真能顛覆電池領域:科學家研發新型可再生鋁電池

Image: Yen Strandqvist/Chalmers


如果說有一位電池研究專家拿著麥克風走上舞臺,自信滿滿的說道:“我所使用的納米技術將會徹底顛覆儲能領域。”那么他一定會被很多人調侃嘲笑。固然不斷有企業試圖沖破電池領域的桎梏,但十家企業中有一半是死于概念驗證(proof-of-concept),4家是商業化難產,而剩下的1家才有可能步履維艱的繼續朝前邁進,但商業化進展也不是非常順利。


不過近期來自瑞典查爾莫斯理工大學(Chalmers University of Technology)和斯洛維尼亞國家化學研究所(National Institute of Chemistry in Slovenia)組成的科研團隊找到了新的研究方向,使用鋁作為電池的陽極,并使用納米級有機碳分子蒽醌(anthraquinone)作為陰極。


在過去的鋁電池研究中,大多數科學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量并不是特別豐富,而且石墨烯又是神奇的超導材料,因此價格不菲,并不適合廣泛商業使用。而瑞典科學家找到的有機化合物蒽醌成本更低、更加環保,而且能量密度還提升了2倍。


鋁的儲量在地球上非常豐富,而且相關商業模式也非常的成熟,因此鋁電視具備儲量豐富、價格低廉的等優勢。而蒽醌也是常見于自然界、工業領域的碳基有機物,被廣泛應用于殺蟲劑。雖然它是某些瀉藥(例如大黃)的重要成分,但是它對人體健康基本上沒有危害。


在《能源存儲材料》上發表的論文《鋁金屬陽極?有機陰極電池的概念和電化學機理》中,研究人員解釋說蒽醌可以存儲電解質中的正電荷載流子,從而確保其裝置的能量密度是傳統鋁電池的兩倍。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。”


科學家聲稱,盡管鋁存儲技術距離商業生產還有很長的路要走,但新設備將能夠與鋰離子存儲競爭或互補。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,但我們的長期目標是實現相同的能量密度。”


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(Patrik Johansson)表示:“此外,這些電池還可能大大減少對環境的危害。”


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稿件來源: cnBeta
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