重大突破!科學家研發新型無陽極鋅電池,可大量儲存新能源

2021-02-15 新能源ceo驛站

【驛站快訊】一組來自阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的研究人員開發了一種無陽極鋅基電池的原型，採用低成本、天然豐富的鋅作為原材料。風能和太陽能等可再生能源有助於減少世界對化石燃料的依賴。但首先，電力公司需要一種安全、划算的方式來儲存能源，以備日後使用。大量的鋰離子電池的確可以完成這項工作，但它們存在安全問題，而且原材料有限。針對這一問題，一組來自阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的研究人員開發了一種無陽極鋅基電池的原型，採用低成本、天然豐富的鋅作為原材料。這項研究成果已於本月20日刊登在了美國化學學會出版的同行評審式科學月刊納米通訊(Nano Letters)上。由於其安全性和高能量密度，水性鋅基電池曾被用於電網儲能。此外，用於製造它們的材料也是十分豐富的。然而，目前開發的可充電鋅電池需要厚鋅金屬陽極，其中含有大量過量的鋅，從而增加了成本。此外，陽極很容易形成枝晶(在充電過程中沉積在陽極上的鋅金屬晶體)，這可能會導致電池短路。在此次研究過程中，科學家們對「是否真的需要鋅陽極」產生了質疑。他們從之前對「無陽極」鋰和鈉金屬電池的探索中汲取靈感，並決定製造一種電池，在這種電池中，富鋅陰極是銅集流器上鍍鋅的唯一來源。具體而言，研究人員使用了預先嵌入鋅離子的二氧化錳陰極，三氟甲烷磺酸鋅水溶液和銅箔集電器。充電時，金屬鋅被鍍在銅箔上，放電時金屬被剝離，釋放出為電池供電的電子。為了防止枝晶的形成，研究人員在銅集流器上塗了一層碳納米盤。該層促進了均勻鍍鋅，從而防止了枝晶形成，提高了鍍鋅和剝離效率。據稱，該電池具有效率高、能量密度高、穩定性好等特點，且經過80次充放電循環後存儲容量仍能保持62.8%。研究人員說，「無陽極電池的設計為在能量存儲系統中使用水性鋅基電池開闢了新的方向。」



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來源：財聯社 作者：黃君芝

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