钜大LARGE | 点击量:2476次 | 2021年09月28日
熔融—空气电池是目前储电能力最高的电池之一
据物理学家组织网近日报道,最近,美国乔治·华盛顿大学科学家展示了一种新型高能电池,称为熔融空气电池,是目前储电能力最高的电池之一。这种电池与其他高能电池不同,还能再次充电。虽然该电池目前要在高温下操作,但研究人员正在进一步实验改进其性能,以期这种电池在电动汽车、储电电网领域更具竞争力。相关论文发表在最近出版的《能源与环境科学》杂志上。这是第一款可充电的熔融空气电池,利用空气中的自由氧和多电子存储分子存储电能。该校研究人员斯图亚特·利希特说,目前在电动汽车和电网中已有实用充电熔融硫电池,但不是空气。硫的质量是氧的两倍,而且空气不会新增电池重量。
多电子存储分子是在一个分子中存储多个电子,这是熔融空气电池的最大优势之一。这使它比单电子存储分子的电池,如锂离子电池储电能力更高。目前储电能力最高的电池硼化矾(VB2)空气电池,每个分子能存储11个电子,但VB2空气电池及其他高能电池却不可充电。
利希特解释说,熔融电解质是让电池可充电的关键。熔融电解质是高活性的,能通过一种特殊电解分裂反应来为电池充电。如铁熔融空气电池放电后,铁氧混合物会生成氧化铁。充电则是把氧化铁变成金属铁,把氧气释放到空气里。
熔融空气电池结合了高储电能力和可充电性能。用空气中的氧作阴极材料,不用任何外来催化剂或薄膜。不同电池要不同的电解质,但都是熔融的,研究人员所展示的样本是在700℃到800℃时熔融为液态。对电池来说高温并不常见,但这并非障碍。较低容量的高温熔融电解硫电池已经用在了电动汽车上,至今尚未发现缺点。利希特说。
他们还把铁、碳和VB2作电解质进行比较,储电量分别达到1万、1.9万和2.7万瓦时/升。储电量受每种分子所存储的电子数量的影响:铁是3个电子,碳是4个,VB2是11个。而锂空气电池只有6200瓦时/升,因为它每个分子只能存储一个电子。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
高储电能力和可充电性的结合,让熔融空气电池在未来能源存储应用中极具吸引力。目前,研究人员正在改进该电池的其他性能,如研究熔点更低的熔融电解质、提高电压和能效等。利希特说:熔融空气电极上的放电电流足以生成高电压,假如新增循环空气和熔融盐之间的表面积,还能进一步提高电压。
下一篇:电动汽车废电池“无家可归”