文(wen)/陳根

近幾(ji)年來，太(tai)陽能的回收成(cheng)本大(da)幅下降,使(shi)得傳統能源(yuan)的成(cheng)本也大(da)幅下降。然而,能源(yuan)儲(chu)存(cun)仍面臨(lin)挑戰——只有能夠儲(chu)存(cun)間歇性(xing)和季節性(xing)變(bian)化的太(tai)陽能供應，才能在經濟上具有競爭力(li)。

近日，康奈爾大學的一(yi)支研究團隊，就宣布其已(yi)經找到了一(yi)種更具(ju)成本效益的新型材(cai)(cai)料。研究人員(yuan)通(tong)過低成本的鋁材(cai)(cai)來制造3D陽極，從而為具(ju)有長循環(huan)(huan)壽命的環(huan)(huan)保電(dian)池(chi)奠定(ding)了(le)良(liang)好的(de)基礎(chu)。

具體來說(shuo)，該小組(zu)此前已經(jing)證實(shi)了鋅陽極電池(chi)(chi)的潛力。此次研究中，他們采(cai)用了一種(zhong)不(bu)同(tong)的方法來結合鋁，從而生產出可提供多達10000次無(wu)錯誤循環的可充電電池(chi)(chi)。

鋁的(de)優點之一就(jiu)是(shi)它在地殼中含量(liang)豐富，是(shi)三(san)價的(de)，重量(liang)輕(qing)，因(yin)此它比許(xu)多其他金(jin)屬(shu)具有更(geng)高的(de)能量(liang)儲(chu)存能力。然而，鋁很難整(zheng)合到電池的(de)電極(ji)中，它與玻璃(li)纖(xian)維分離器發生化學反(fan)應，玻璃(li)纖(xian)維分離器將陽極(ji)和(he)陰(yin)極(ji)分開，導致電池短(duan)路和(he)故(gu)障(zhang)。

對(dui)于(yu)此,研究人(ren)員的(de)(de)解決方案是設計(ji)一(yi)(yi)種由碳纖維交織而(er)成(cheng)(cheng)的(de)(de)基底(di),這種基底(di)能(neng)與鋁形成(cheng)(cheng)更(geng)強的(de)(de)化學鍵。當電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)時(shi)，鋁通過共價(jia)鍵沉積到碳結構中,即鋁和碳原子之間共享電(dian)(dian)(dian)子對(dui)。雖然傳統的(de)(de)可充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池中的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極只有二維，但這項技術使用(yong)了(le)三維或非平(ping)面結構，并創(chuang)建了(le)一(yi)(yi)個更(geng)深層(ceng)、更(geng)一(yi)(yi)致的(de)(de)鋁層(ceng)，可以被很(hen)好地控(kong)制。

這(zhe)項對(dui)環境(jing)友好的技術，有望造(zao)福(fu)可(ke)再生能(neng)源(yuan)的儲存(cun)。且在成本方面,基于鋁和(he)碳(tan)的兩極材料也相當低廉。有關這(zhe)項研究(jiu)的詳情(qing),已經發表在近日出版的《自然能(neng)源(yuan)》(Nature Energy)期刊上。

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