科学家研发新型可再生铝电池

如果说有一位电池研究专家拿着麦克风走上舞台，自信满满的说道：我所使用的纳米技术将会彻底颠覆储能领域。那么他一定会被很多人调侃嘲笑。固然不断有企业试图冲破电池领域的桎梏，但十家企业中有一半是死于概念验证（proof-of-concept），4家是商业化难产，而剩下的1家才有可能步履维艰的继续朝前迈进，但商业化进展也不是非常顺利。

Image:YenStrandqvist/Chalmers

不过近期来自瑞典查尔莫斯理工大学（ChalmersUniversityofTechnology）和斯洛维尼亚国家化学研究所（NationalInstituteofChemistryinSlovenia）组成的科研团队找到了新的研究方向，使用铝作为电池的阳极，并使用纳米级有机碳分子蒽醌（anthraquinone）作为阴极。

在过去的铝电池研究中，大多数科学家都选择石墨或者石墨烯作为电池的阴极，但由于石墨全球存储量并不是特别丰富，而且石墨烯又是神奇的超导材料，因此价格不菲，并不适合广泛商业使用。而瑞典科学家找到的有机化合物蒽醌成本更低、更加环保，而且能量密度还提升了2倍。

铝的储量在地球上非常丰富，而且相关商业模式也非常的成熟，因此铝电池具备储量丰富、价格低廉的等优势。而蒽醌也是常见于自然界、工业领域的碳基有机物，被广泛应用于杀虫剂。虽然它是某些泻药（例如大黄）的重要成分，但是它对人体健康基本上没有危害。

在《能源存储材料》上发表的论文《铝金属阳极‒有机阴极电池的概念和电化学机理》中，研究人员解释说蒽醌可以存储电解质中的正电荷载流子，从而确保其装置的能量密度是传统铝电池的两倍。研究人员说：由于新型阴极材料可以使用更合适的电荷载体，因此电池可以更好地利用铝的电势。

科学家声称，尽管铝存储技术距离商业生产还有很长的路要走，但新设备将能够与锂离子存储竞争或互补。该论文说：到目前为止，铝电池的能量密度仅为锂离子电池的一半，但我们的长期目标是实现相同的能量密度。

该研究小组称，铝在原则上比锂离子作为电荷载体更好。研究合著者帕特里克约翰逊（PatrikJohansson）表示：此外，这些电池还可能大大减少对环境的危害。