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研究人員開發(fā)出可用于制造鋅空氣電池的新化學(xué)成分

來源:cnBeta.COM 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

  隨著對綠色汽車和動(dòng)力源需求的增加,全球的研究人員正在努力發(fā)明新型電池,這些電池可以儲存更多的能量,并允許車輛每次充電行駛更長時(shí)間。正在探索的新電池技術(shù)之一是鋅空氣電池(ZAB),ZAB的一大挑戰(zhàn)是電池可能不穩(wěn)定。

  因?yàn)樗膲A性電解質(zhì)中會有寄生或副反應(yīng),如枝晶形成和空氣電極失效,可能導(dǎo)致電池失效。研究人員可能已經(jīng)解決了這一問題,他們開發(fā)了一種使用非堿性水電解質(zhì)的新型電池化學(xué)成分,這種新的化學(xué)反應(yīng)克服了寄生反應(yīng)。

  非堿性電解質(zhì)采用了一種可逆的過氧化鋅化學(xué)成分,與傳統(tǒng)的強(qiáng)堿性電解質(zhì)相比,新開發(fā)的非堿性電解質(zhì)具有多種優(yōu)勢,優(yōu)勢包括鋅陽極的使用效率更高,化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)可逆性更強(qiáng)。一位從事該項(xiàng)目的研究人員表示,目前的鋅-空氣電池由于有水的參與,利用的是緩慢的四電子氧氧化還原反應(yīng)。然而,利用鋅鹽與疏水性陰離子三氟甲磺酸,該團(tuán)隊(duì)能夠去除空氣陰極表面的水,使空氣陰極在稀釋的水電解質(zhì)中發(fā)生高度可逆的2e ORR反應(yīng)。

  研究人員表示,由此產(chǎn)生的全鋅空氣電池可以在常規(guī)空氣環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行320個(gè)循環(huán)和1600小時(shí)。研究人員明確表示,雖然ZAB是一種潛在的替代電池技術(shù),與目前的鋰離子電池相比具有優(yōu)勢,但該技術(shù)還需要更多的研究和優(yōu)化。剩下的一個(gè)挑戰(zhàn)是水管理系統(tǒng),以確保長期的實(shí)際操作,因?yàn)殡姵卦陂_放的工況下運(yùn)作作,這需要允許電解液蒸發(fā)。

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