文/陳根

近幾年來，太陽能(neng)(neng)的回(hui)收(shou)成(cheng)本大幅(fu)(fu)下降(jiang),使得傳(chuan)統能(neng)(neng)源的成(cheng)本也大幅(fu)(fu)下降(jiang)。然而,能(neng)(neng)源儲存(cun)仍面臨挑(tiao)戰——只有能(neng)(neng)夠儲存(cun)間歇性和季節性變(bian)化的太陽能(neng)(neng)供應，才能(neng)(neng)在經濟上具有競爭力(li)。

近日(ri)，康奈爾大學的(de)(de)一支研(yan)究(jiu)團隊，就宣布其已經找到了一種更具(ju)成(cheng)本效益的(de)(de)新型材(cai)料。研(yan)究(jiu)人員通(tong)過(guo)低成(cheng)本的(de)(de)鋁材(cai)來制造3D陽極(ji)，從而為具(ju)有(you)長循(xun)環壽(shou)命(ming)的(de)(de)環保電池(chi)奠定(ding)了(le)良好(hao)的基礎。

具體來說(shuo)，該(gai)小(xiao)組此(ci)前已經證實了鋅陽極電(dian)池的(de)潛力。此(ci)次(ci)研究(jiu)中，他們采用了一種不同的(de)方(fang)法來結合鋁，從而生(sheng)產出可提供(gong)多(duo)達10000次(ci)無錯誤循環的(de)可充電(dian)電(dian)池。

鋁的(de)優(you)點之(zhi)一就是它(ta)(ta)在地殼中(zhong)含量豐富，是三價的(de)，重(zhong)量輕(qing)，因此(ci)它(ta)(ta)比許多其(qi)他金屬具有(you)更高的(de)能(neng)量儲存能(neng)力。然而，鋁很難整合(he)到電(dian)池的(de)電(dian)極中(zhong)，它(ta)(ta)與玻璃纖維分離器(qi)發生化學(xue)反應(ying)，玻璃纖維分離器(qi)將陽極和陰極分開(kai)，導致電(dian)池短路(lu)和故障(zhang)。

對(dui)(dui)于(yu)此,研究人員(yuan)的(de)(de)解決方案是設計一種由碳(tan)纖維交織而成的(de)(de)基(ji)底(di),這種基(ji)底(di)能與鋁形成更強(qiang)的(de)(de)化學(xue)鍵(jian)。當電池充電時(shi)，鋁通過(guo)共價鍵(jian)沉(chen)積到(dao)碳(tan)結構中,即鋁和碳(tan)原(yuan)子之間(jian)共享電子對(dui)(dui)。雖然傳統(tong)的(de)(de)可(ke)充電電池中的(de)(de)電極(ji)只(zhi)有二維，但這項(xiang)技術(shu)使(shi)用(yong)了三維或(huo)非平面結構，并創建了一個更深層、更一致(zhi)的(de)(de)鋁層，可(ke)以被很好地控制。

這(zhe)項(xiang)對環境(jing)友好的(de)技術，有望造福可再(zai)生能源(yuan)的(de)儲存。且(qie)在(zai)成本方(fang)面(mian),基于(yu)鋁(lv)和碳(tan)的(de)兩(liang)極材(cai)料也相當低廉。有關這(zhe)項(xiang)研究的(de)詳情,已經發表在(zai)近日出版的(de)《自然能源(yuan)》(Nature Energy)期(qi)刊上。

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