电池技术新突破,科学家在水基电池中发现了容量新奥秘

德克萨斯 A&M 大学的科学家们一直在研讨无金属、水基电池电极,他们发现储能容量的差异高达 1,000%。在本周宣布在《天然资料》(Nature Materials) 上的科学家论文中,水基或水性电池由阴极组成——带负电的电极;阳极——带正电的电极;和电解质,如传统电池。但在这种水基电池中,阴极和阳极是能够贮存能量的聚合物,电解质是混合了有机盐的水。

电解质在阴极和阳极之间来回传输离子(带电荷的粒子),而且电解质经过与电极的相互作用也是储能的要害。化学工程教授兼合著者 Jodie Lutkenhaus 博士断语:假如电极在循环过程中胀大太多,那么它就不能很好地传导电子,你就会失掉一切的功能。我信任储能容量存在 1,000% 的差异,这取决于由于胀大效应而挑选的电解质。

依据他们的论文,电极——“氧化复原活性非共轭自由基聚合物”——是水基电池的有出路的候选者,由于聚合物的高放电电压和快速氧化复原动力学。但是,研讨人员在他们的论文摘要中指出:关于这些聚合物在水性环境中的能量贮存机制知之甚少。由于电子、离子和水分子的一起搬运,反响自身很杂乱且难以解决。

研讨人员表明,水基电池或许能够缓解钴和锂等金属的潜在缺少,并消除电池起火的或许性。卢肯豪斯持续说道:不会再有电池起火,由于它是水基的。未来,假如估计资料缺少,锂离子电池的价格将大幅上涨。假如咱们有这种代替电池,咱们能够转向这种化学物质,那里的供给要安稳得多。研讨人员还进行了核算模仿和剖析,他们将进行进一步的模仿以更好地了解该理论。化学助理教授兼合著者 Daniel Tabor 博士说:

有了这种新的储能技能,这是对无锂电池的推进。咱们对是什么让一些电池电极比其他电极更好地作业有了更好的分子水平图,这为咱们供给了资料规划前进方向的有力依据。

返回资讯列表