无阳极锌电池,有朝一日可以存储可再生能源

  • A+

无阳极锌电池,有朝一日可以存储可再生能源

风能和太阳能等可再生能源可以帮助减少世界对化石燃料的依赖。但是首先,电力公司需要一种安全,经济高效的方式来存储能量以备后用。大型锂离子电池可以胜任这项工作,但是它们存在安全问题和锂供应有限的问题。现在,研究人员在ACS的《Nano Letters》中进行了报道,他们已经制作了无阳极,锌基电池的原型,该电池使用了低成本,自然丰富的材料。

锌基水性电池由于其安全性和高能量密度,以前已经被探索用于电网规模的能量存储。另外,用于制造它们的材料自然丰富。然而,迄今为止开发的可再充电锌电池需要厚的锌金属阳极,其包含大量过量的锌,这增加了成本。另外,阳极容易形成树枝状晶体(锌在充电过程中沉积在阳极上的晶体突起),可能会使电池短路。朱云培,崔翠和Husam Alshareef怀疑是否真的需要锌阳极。研究人员从先前对“无阳极”锂和钠金属电池的探索中汲取了灵感,决定制造一种电池,其中富锌阴极是在铜集流体上唯一镀锌的来源。

研究人员在电池中使用了二氧化锰阴极,该阴极预先嵌入了锌离子,三氟甲磺酸锌水溶液和铜箔集电器。在充电过程中,锌金属会镀在铜箔上,而在放电过程中,金属会被剥离,释放出为电池供电的电子。为了防止形成树枝状晶体,研究人员在铜集流体上涂了一层碳纳米圆盘。该层促进了均匀的镀锌,从而防止了枝晶,并提高了镀锌和剥离的效率。该电池显示出高效率,能量密度和稳定性,在80次充放电循环后仍保持其存储容量的62.8%。



weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: