文/陳根

近幾年(nian)來，太陽(yang)能的(de)回收(shou)成本(ben)大幅(fu)下降,使得傳統能源的(de)成本(ben)也大幅(fu)下降。然而,能源儲存(cun)仍面臨(lin)挑戰——只有(you)能夠儲存(cun)間(jian)歇(xie)性和季節性變(bian)化的(de)太陽(yang)能供應，才能在經濟上具有(you)競爭力。

近日，康奈爾大學的(de)一支研(yan)究團(tuan)隊(dui)，就宣布其已經找到了一種更(geng)具成本效益的(de)新型材料。研(yan)究人員通過低成本的(de)鋁材來制造3D陽極，從(cong)而(er)為具有長(chang)循環(huan)壽(shou)命的(de)環(huan)保(bao)電(dian)池奠定了良(liang)好的基礎。

具(ju)體來(lai)說，該小組此前已經證實了鋅陽極(ji)電池(chi)的潛(qian)力。此次研究(jiu)中，他們采用了一種不(bu)同的方法來(lai)結(jie)合鋁，從而生產出可提(ti)供多達10000次無錯誤循環的可充(chong)電電池(chi)。

鋁的(de)優(you)點之一就是它(ta)在(zai)地殼(ke)中(zhong)含量(liang)(liang)豐(feng)富，是三(san)價的(de)，重量(liang)(liang)輕，因此它(ta)比許多其(qi)他金屬具有更高的(de)能(neng)量(liang)(liang)儲存能(neng)力。然而，鋁很難整(zheng)合到電(dian)池的(de)電(dian)極(ji)中(zhong)，它(ta)與玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)分離(li)器發生化學反應，玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)分離(li)器將(jiang)陽(yang)極(ji)和陰極(ji)分開，導致電(dian)池短路和故障。

對(dui)于此,研究人員(yuan)的(de)(de)解決方案是設(she)計一(yi)種由碳纖(xian)維(wei)(wei)交織(zhi)而成(cheng)的(de)(de)基(ji)底,這種基(ji)底能與(yu)鋁形成(cheng)更強的(de)(de)化(hua)學(xue)鍵。當電(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)時(shi)，鋁通過共價鍵沉積(ji)到碳結(jie)構中(zhong),即鋁和碳原子之間(jian)共享電(dian)(dian)子對(dui)。雖然傳(chuan)統(tong)的(de)(de)可充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)中(zhong)的(de)(de)電(dian)(dian)極只有二維(wei)(wei)，但(dan)這項技術使用了三維(wei)(wei)或(huo)非平(ping)面結(jie)構，并創建(jian)了一(yi)個更深層(ceng)、更一(yi)致的(de)(de)鋁層(ceng)，可以被很好地控制。

這項(xiang)對環境(jing)友(you)好(hao)的技術(shu)，有望(wang)造福可再生能源的儲存。且(qie)在成本(ben)方面,基于鋁和(he)碳的兩極材(cai)料也相當低廉。有關這項(xiang)研(yan)究的詳(xiang)情,已經發表在近(jin)日出版的《自然能源》(Nature Energy)期刊上。

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