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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/陳根(gen)

近(jin)幾(ji)年來(lai),太(tai)陽(yang)能的(de)回收成本(ben)大幅下(xia)降,使(shi)得傳統能源的(de)成本(ben)也大幅下(xia)降。然而,能源儲存(cun)仍面臨挑戰——只有(you)能夠儲存(cun)間歇(xie)性和季(ji)節性變化的(de)太(tai)陽(yang)能供(gong)應,才能在經(jing)濟(ji)上具有(you)競爭(zheng)力(li)。

近(jin)日,康(kang)奈爾大學的(de)一(yi)支研(yan)究團隊(dui),就宣布其已(yi)經找到了(le)一(yi)種更具成(cheng)本效益的(de)新型材料。研(yan)究人員通過低成(cheng)本的(de)鋁材來制造3D陽極(ji),從而為具有(you)長(chang)循(xun)環壽命的(de)環保電(dian)池奠定了良好的基礎。

具體(ti)來(lai)說,該小組此前已經證實了鋅陽(yang)極電池的(de)潛力。此次研究(jiu)中,他們采(cai)用了一種不同的(de)方法(fa)來(lai)結合(he)鋁,從(cong)而生產(chan)出可提供(gong)多達(da)10000次無(wu)錯誤循環的(de)可充電電池。

鋁的(de)優點之一就是它在地(di)殼中含量(liang)(liang)(liang)豐(feng)富,是三價(jia)的(de),重量(liang)(liang)(liang)輕,因此它比(bi)許多其他金屬具有(you)更高的(de)能量(liang)(liang)(liang)儲存能力。然而,鋁很難整(zheng)合到(dao)電(dian)池的(de)電(dian)極中,它與玻璃(li)纖維(wei)分(fen)離(li)器發生化學反應,玻璃(li)纖維(wei)分(fen)離(li)器將(jiang)陽極和陰(yin)極分(fen)開,導致(zhi)電(dian)池短路和故(gu)障。


對于此,研(yan)究人員的(de)解決方案是設計一(yi)種由碳纖維(wei)交織而成的(de)基底(di),這(zhe)種基底(di)能與鋁(lv)形(xing)成更(geng)強的(de)化學鍵。當電(dian)池充電(dian)時(shi),鋁(lv)通過共價鍵沉積到(dao)碳結構中,即鋁(lv)和碳原(yuan)子之(zhi)間共享(xiang)電(dian)子對。雖然傳統(tong)的(de)可(ke)充電(dian)電(dian)池中的(de)電(dian)極只有二維(wei),但(dan)這(zhe)項(xiang)技(ji)術使用了(le)三(san)維(wei)或非平面結構,并創建了(le)一(yi)個更(geng)深層(ceng)、更(geng)一(yi)致(zhi)的(de)鋁(lv)層(ceng),可(ke)以被很好地(di)控制(zhi)。

這項對環境友好的(de)技術,有望造福可再生能(neng)源(yuan)的(de)儲存。且在(zai)成本(ben)方(fang)面,基于鋁和碳(tan)的(de)兩極材料也相當低(di)廉(lian)。有關這項研究(jiu)的(de)詳情,已經發表在(zai)近日出版的(de)《自然能(neng)源(yuan)》(Nature Energy)期刊上(shang)。


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