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低成本3D鋁陽極,助力電池更環保

2021/4/12 11:10:45??????點擊:

文(wen)/陳根(gen)

近幾年來(lai),太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)的(de)回收成(cheng)本大幅下降,使得(de)傳統(tong)能(neng)(neng)(neng)源的(de)成(cheng)本也大幅下降。然而,能(neng)(neng)(neng)源儲(chu)存仍面臨挑戰——只有能(neng)(neng)(neng)夠(gou)儲(chu)存間歇性(xing)和季節性(xing)變(bian)化的(de)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)供應,才能(neng)(neng)(neng)在經(jing)濟上具有競爭力。

近日,康奈爾大學的(de)一支(zhi)研究(jiu)團隊,就宣布其(qi)已經找到(dao)了一種更(geng)具成本效益的(de)新型材料。研究(jiu)人(ren)員通過低成本的(de)鋁材來(lai)制(zhi)造3D陽極,從而為具有長循環壽命的(de)環保電池奠定了良好的基礎。

具(ju)體(ti)來(lai)說,該小組此前已經(jing)證實了(le)鋅陽極(ji)電池(chi)的(de)潛(qian)力。此次研究中,他們采(cai)用了(le)一種不同的(de)方法來(lai)結合鋁,從而生產出可(ke)提供多(duo)達10000次無錯誤(wu)循(xun)環的(de)可(ke)充電電池(chi)。

鋁(lv)的優點之(zhi)一就是(shi)它(ta)在地殼中含量(liang)豐富,是(shi)三價(jia)的,重量(liang)輕,因此它(ta)比許多其他金屬具有更高(gao)的能(neng)量(liang)儲存能(neng)力(li)。然(ran)而,鋁(lv)很難整(zheng)合(he)到電池的電極(ji)中,它(ta)與玻璃纖維(wei)分離器發生(sheng)化學反應,玻璃纖維(wei)分離器將陽極(ji)和(he)陰極(ji)分開,導(dao)致電池短路和(he)故障。


對(dui)于(yu)此(ci),研究人(ren)員的解決方案是設計一(yi)種(zhong)由(you)碳纖維(wei)交織而(er)成(cheng)的基(ji)底,這種(zhong)基(ji)底能與鋁形成(cheng)更(geng)強(qiang)的化學鍵(jian)。當電(dian)池充(chong)電(dian)時,鋁通過共(gong)價鍵(jian)沉積到(dao)碳結構(gou)中,即鋁和碳原子之間共(gong)享電(dian)子對(dui)。雖然傳統的可(ke)(ke)充(chong)電(dian)電(dian)池中的電(dian)極只有二(er)維(wei),但這項技術(shu)使(shi)用了三維(wei)或非平面結構(gou),并創建了一(yi)個更(geng)深層、更(geng)一(yi)致的鋁層,可(ke)(ke)以被很好地控(kong)制。

這項對環境友好的技術,有(you)(you)望造福可再(zai)生(sheng)能源(yuan)的儲(chu)存。且(qie)在成本方面(mian),基于(yu)鋁和碳的兩(liang)極材料也相(xiang)當低廉。有(you)(you)關這項研究(jiu)的詳情,已經發(fa)表在近日(ri)出版的《自(zi)然能源(yuan)》(Nature Energy)期刊上。


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