文/陳根

近幾年來，太陽(yang)能的(de)回收(shou)成本大幅(fu)下(xia)降,使得傳統能源(yuan)的(de)成本也大幅(fu)下(xia)降。然而,能源(yuan)儲存仍面臨(lin)挑(tiao)戰——只有(you)能夠儲存間歇性(xing)和季節(jie)性(xing)變(bian)化的(de)太陽(yang)能供應(ying)，才能在經(jing)濟上具有(you)競(jing)爭力。

近日，康奈爾大學的(de)(de)一(yi)支研究(jiu)團隊，就宣布其已經找(zhao)到了(le)一(yi)種更(geng)具成(cheng)本(ben)效益的(de)(de)新型材料。研究(jiu)人員通過低成(cheng)本(ben)的(de)(de)鋁材來制(zhi)造3D陽(yang)極，從而為(wei)具有長循環壽命的(de)(de)環保電池奠定了良好的基礎。

具(ju)體來說，該小組此前已經證實了(le)鋅陽(yang)極電(dian)池的(de)(de)潛(qian)力。此次(ci)研究中(zhong)，他們采用了(le)一(yi)種(zhong)不(bu)同的(de)(de)方(fang)法來結合鋁，從而生產出可(ke)提供(gong)多達10000次(ci)無(wu)錯誤循環的(de)(de)可(ke)充電(dian)電(dian)池。

鋁的優點之(zhi)一就是它在地(di)殼中含量豐(feng)富，是三價的，重量輕，因此它比許多(duo)其他金屬具(ju)有更高的能量儲(chu)存能力(li)。然而，鋁很難(nan)整(zheng)合到電(dian)(dian)池(chi)(chi)的電(dian)(dian)極中，它與玻璃纖維(wei)分離(li)器發生化學反應，玻璃纖維(wei)分離(li)器將(jiang)陽極和(he)陰極分開(kai)，導致電(dian)(dian)池(chi)(chi)短路(lu)和(he)故(gu)障。

對于此,研究人(ren)員的(de)(de)解決方案是設計一種(zhong)由碳(tan)(tan)纖維交織而成(cheng)的(de)(de)基底,這種(zhong)基底能(neng)與(yu)鋁(lv)形成(cheng)更強的(de)(de)化(hua)學鍵。當電池(chi)充電時，鋁(lv)通(tong)過共價鍵沉(chen)積到(dao)碳(tan)(tan)結(jie)構中,即鋁(lv)和(he)碳(tan)(tan)原子(zi)之間共享電子(zi)對。雖然傳統(tong)的(de)(de)可(ke)充電電池(chi)中的(de)(de)電極只有二維，但(dan)這項技術使用了(le)三維或非平(ping)面(mian)結(jie)構，并創建了(le)一個更深層、更一致的(de)(de)鋁(lv)層，可(ke)以被很好地控制。

這項(xiang)對環(huan)境友好的(de)(de)技(ji)術(shu)，有望造福可再(zai)生能源(yuan)的(de)(de)儲存。且在(zai)成本方面,基于鋁和碳(tan)的(de)(de)兩極材料也相當低廉。有關這項(xiang)研究(jiu)的(de)(de)詳情(qing),已經(jing)發表在(zai)近日出(chu)版(ban)的(de)(de)《自然(ran)能源(yuan)》(Nature Energy)期刊上。

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