鋁電池難商業化?科學家改用新興材料,讓鋁電池能量密度翻倍

最近在《儲能材料》雜誌上的發布的一篇論文,顛覆了至今對鋁電池的構想。找到了一種生產高效鋁電池的方法!
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▲ Photo Credit: Shutterstock/ TPG Images
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科學家們一直在努力尋找改善鋰離子電池的方法,或者尋求鋰離子電池的替代品,以降低成本並提高永續性。他們可能剛找到了一個可行的方案——鋁電池。

鋁基電池製造起來會更便宜,因為鋁是地殼中含量最豐富的元素之一,僅次於氧氣和矽。鋁也很輕,很適合用於電池。

再來,鋁金屬相關行業已經發展得非常成熟,世界各國都有製造鋁和回收鋁的公司。鋰離子電池的回收是一個重大問題,現在很少有經濟上可行的鋰電池回收技術。

一直以來,鋁電池在設計上使用鋁作為負極(陽極),而正極(陰極)由石墨製成,但是石墨的能量儲存量不足以當作電池來使用,研究人員多年來無法突破這個部份,鋁電池遲遲無法進行有效的能量存儲。

最近在《儲能材料》雜誌上的發布的一篇論文,顛覆了至今對鋁電池的構想。論文作者是來自瑞典和斯洛維尼亞(Slovenia)的科學家,他們已經找到了一種生產高效鋁電池的方法!

研究團隊來自瑞典查爾莫斯理工大學(Chalmers University of Technology)和斯洛維尼亞國家化學研究所(National Institute of Chemistry in Slovenia),聯合提出了一種鋁電池的新設計,使能量密度達到以前的鋁電池的兩倍。

他們將陰極材料改用蒽醌(Anthraquinone)製成的有機奈米結構後,蒽醌材料的陰極可以在電解質中存儲正電荷載流子,因此大幅提高了電池的能量密度。蒽醌存在於自然界,例如蘆薈、何首烏、昆蟲身上;也可以人工合成。工業應用上,不少染料都含有蒽醌。

雖然改良後的能量密度還是只有鋰電池的一半左右,研究團隊表示目前仍然在研究電解質及充電機制的改善。

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Photo Credit: Patrik Johansson 推特
/ 蜜雅截圖

查爾莫斯理工大學物理系教授 Patrik Johansson 表示:「我們提出的新概念鋁電池,材料成本和對環境的影響要比今天所看到的電池要低得多,因此很適合大規模地使用,例如太陽能電池農場或風能的儲存。」並希望鋁電池商用後,「能跟鋰電池搭配
,在必要的地方才使用鋰電池。」


核稿編輯:Heemie


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