一个新的,更环保的概念电池
新概念电池的正极和负极分别由铝和蒽醌基有机材料制成。有机阴极数据可以有效地将正电荷载体(阳离子)储存在铝和氯基电解质中,离子在正极和负极之间来回移动,形成电流。
(图片:chalmers理工学院)
铝电池一个新概念,过去的能量密度的两倍,而且是与原材料供应充足,降低生产成本和环境影响,提出了在瑞典查尔默斯理工学院的研究人员和国家斯洛文尼亚、化学研究所和持有大规模使用的承诺,包括存储太阳能和风能。
铝电池技术具有理论能量密度高、制造相关、回收效果好等优点。与现有的锂离子电池相比,新的铝电池概念还可以显著降低生产成本。
乔姆斯理工学院(chalmsinstituteoftechnology)物理学教授帕特里克•约翰逊(PatrikJohansson)表示:这种新电池的材料和环境成本都比当时低得多,可以大规模使用,比如建造一个太阳能公园或储存风能。
此外,这种新型铝电池的能量密度是目前最先进电池的两倍。
过去,铝电池用铝作阳极(负极),石墨作阴极(正极)。但石墨的能量含量太低,不足以制造高性能电池。
然而,在帕特里克约翰逊(PatrikJohansson)和他在查尔默斯理工学院(chalmersinstituteoftechnology)的合作伙伴、斯洛文尼亚国家化学研究所(斯洛文尼亚国家化学研究所)的罗伯特多米尼克(RobertDominko)开发的一个新概念中,一种由碳基分子蒽醌替代石墨作为阴极的有机纳米结构阴极。
由斯洛文尼亚国家化学研究所(前身是chalms理工学院)的访问学者JanBitenc进一步开发了蒽醌阴极。
阴极猜测出的有机分子比存储电解质中的正电荷载体(阳离子)更好,新增了电池的能量密度。
研究电池储能机理的查尔姆斯理工学院(chalmesinstituteoftechnology)研究员尼科拉斯林达尔(NiklasLindahl)说,新的阴极数据将让电池选择更合适的载体,从而更好地利用铝的潜力。现在我们正在继续寻找一种更好的电解液来除去当前溶液中的氯。
到目前为止,铝电池还没有商业化,甚至在研究领域也是一个相对较新的课题。令人担忧的是,铝电池最终是否会取代锂离子电池。
我们希望铝电池能够取代锂离子电池。但更重要的是,它们可以相互补充,确保锂离子电池只在必要时使用。到目前为止,铝电池的能量密度只有锂离子电池的一半,但长期目标是实现相同的能量密度。电解液和充电机制仍有改进的空间。理论上,铝是比锂更好的载体,因为它是一种多价金属,这意味着每个离子可以补偿一个以上的电子。此外,铝电池有望显著减少对环境的危害。