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媲美鋰電:悉尼大學研制出新型可充電鋅空電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年12月02日  

鋅空電池以原材料常見和能量密度高而有著誘人的前景,但它的最大缺點是難以給電芯充電。好消息是,悉尼大學的一支研究團隊,已經創造出了由豐富元素組成的催化劑,讓鋅空電池變得可再充電,并與移動設備上所使用的鋰離子電池展開競爭。鋅空電池的能量,來自鋅與電芯周邊的空氣所發生的化學反應,本質上就是吸入氧氣與碳陰極用途出現氫氧化物,反過來由于鋅陽極相互用途出現電流。


一名研究人員手持一枚鋅空可充電電池原型


由于采用空氣作為反應劑,使得電池能夠裝下更多的鋅,從而提升能量密度、讓電池更輕更安全。問題在于,鋅陽極被氧化之后,就沒有多大用處了。


雖然可以通過“機械替換”的方式完全更換電池里的鋅,或者用地球上罕見的稀土礦物作為點催化劑來減少放電時的氧氣(并在充電時出現)。


論文一作YuanChen表示:“在此之前,可充電鋅空電池都采用了昂貴的金屬催化劑,比如鉑和銥氧化物。作為比較,我們的方法出現了一些全新的高性能、低成本催化劑家族”。


為了制作這種電催化劑,研究人員制作了不含常見的鐵、鈷、鎳等元素的金屬氧化物。通過仔細控制這些金屬氧化物的組成、大小和晶度,其生產方法可以簡化和提升制造可充電鋅空電池的效率。


在測試中,研究人員用120小時對這種新型鋅空電池進行了60次充放電循環,發現電芯僅損失了不到10%的效力。盡管還比不上鋰空電池,但其成本應該更低、生產也更容易。


有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《先進材料》(AdvancedMaterials)期刊上。



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