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低成本3D铝阳极,助力电池更环保

2021-04-08 10:12
陈述根本
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文/陈根

近几年来,太阳能的回收成本大幅下降,使得传统能源的成本也大幅下降。然而,能源储存仍面临挑战——只有能够储存间歇性和季节性变化的太阳能供应,才能在经济上具有竞争力。

近日,康奈尔大学的一支研究团队,就宣布其已经找到了一种更具成本效益的新型材料。研究人员通过低成本的铝材来制造3D阳极,从而为具有长循环寿命的环保电池奠定了良好的基础。

具体来说,该小组此前已经证实了锌阳极电池的潜力。此次研究中,他们采用了一种不同的方法来结合铝,从而生产出可提供多达10000次无错误循环的可充电电池。

铝的优点之一就是它在地壳中含量丰富,是三价的,重量轻,因此它比许多其他金属具有更高的能量储存能力。然而,铝很难整合到电池的电极中,它与玻璃纤维分离器发生化学反应,玻璃纤维分离器将阳极和阴极分开,导致电池短路和故障。

陈根:低成本3D铝阳极,降本增效能源储存

对于此,研究人员的解决方案是设计一种由碳纤维交织而成的基底,这种基底能与铝形成更强的化学键。当电池充电时,铝通过共价键沉积到碳结构中,即铝和碳原子之间共享电子对。虽然传统的可充电电池中的电极只有二维,但这项技术使用了三维或非平面结构,并创建了一个更深层、更一致的铝层,可以被很好地控制。

这项对环境友好的技术,有望造福可再生能源的储存。且在成本方面,基于铝和碳的两极材料也相当低廉。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然能源》(Nature Energy)期刊上。

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