重大突破!美國科學(xué)家研發(fā)3D鋁電極 為低成本環(huán)保電池鋪平道路

時間:2021-04-08 09:40來源:財聯(lián)社 作者:綜合報道
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       眾所周知,推動可再生能源應(yīng)用的一個關(guān)鍵部分是降低成本,通過對新型、具有成本效益的存儲系統(tǒng)材料的試驗,科學(xué)家們又在這一領(lǐng)域取得了重要進展。
 
  近期,美國康奈爾大學(xué)(Cornell University)的一個研究小組提出了一個引人注目的例子,并證明了這一進展的前景:用低成本的鋁制成3D電極,進而制成一種循環(huán)壽命很長的環(huán)保電池
 
  就電池材料而言,鋁有許多吸引人的特點——它廣泛存在于地殼中,重量輕,儲存能量時容量大。然而,由于鋁會與位于正極和負極之間的玻璃纖維隔板發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng),在實驗電池中使用它的努力一直受到短路和故障的困擾。
 
  對此,康奈爾大學(xué)的研究小組認為他們已經(jīng)找到了解決方法。研究人員首先將鋁與碳纖維交織的基板結(jié)合在一起。典型的電池電極只有二維,而這個設(shè)計創(chuàng)造了一個三維結(jié)構(gòu),其中鋁層可以被精細地控制,材料通過共價鍵在電池充電時均勻地積聚在碳結(jié)構(gòu)上。
  該研究主要作者Jingxu Zheng表示,“基本上,我們使用化學(xué)驅(qū)動力來促進鋁均勻地沉積到該結(jié)構(gòu)的孔隙中。電極要厚得多,動力學(xué)速度也快得多。”
 
  通過將這種電極設(shè)計作為實驗電池的一部分,該團隊研制出了一種可充電設(shè)備,可循環(huán)使用10000次,且沒有任何故障跡象。這預(yù)示著它作為可再生能源電網(wǎng)存儲解決方案的潛力很大?稍偕茉赐ǔJ情g歇性的,需要低成本、高容量的系統(tǒng),可以在很長一段時間內(nèi)儲存和釋放能量。
 
  Zheng進一步解釋稱,“這種電池的一個非常有趣的特點是,正極只使用了兩種元素——鋁和碳,這兩種元素既便宜又環(huán)保。”
 
  “它們的生命周期也很長。當我們計算能量儲存的成本時,我們需要將它攤銷到總能量吞吐量上,這意味著電池是可充電的,所以我們可以使用它很多很多次。因此,如果我們擁有更長的使用壽命,那么這種成本將進一步降低。”他補充道。
 
(責任編輯:子蕊)
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