重大突破！美國科學家研發3D鋁電極 為低成本環保電池鋪平道路
時間:2021-04-08 09:40來源:財聯社 作者:綜合報道
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眾所周知，推動可再生能源應用的一個關鍵部分是降低成本，通過對新型、具有成本效益的存儲系統材料的試驗，科學家們又在這一領域取得了重要進展。
近期，美國康奈爾大學（Cornell University）的一個研究小組提出了一個引人注目的例子，并證明了這一進展的前景：用低成本的鋁制成3D電極，進而制成一種循環壽命很長的環保電池。
就電池材料而言，鋁有許多吸引人的特點——它廣泛存在于地殼中，重量輕，儲存能量時容量大。然而，由于鋁會與位于正極和負極之間的玻璃纖維隔板發生不良化學反應，在實驗電池中使用它的努力一直受到短路和故障的困擾。
對此，康奈爾大學的研究小組認為他們已經找到了解決方法。研究人員首先將鋁與碳纖維交織的基板結合在一起。典型的電池電極只有二維，而這個設計創造了一個三維結構，其中鋁層可以被精細地控制，材料通過共價鍵在電池充電時均勻地積聚在碳結構上。
該研究主要作者Jingxu Zheng表示，“基本上，我們使用化學驅動力來促進鋁均勻地沉積到該結構的孔隙中。電極要厚得多，動力學速度也快得多。”
通過將這種電極設計作為實驗電池的一部分，該團隊研制出了一種可充電設備，可循環使用10000次，且沒有任何故障跡象。這預示著它作為可再生能源電網存儲解決方案的潛力很大。可再生能源通常是間歇性的，需要低成本、高容量的系統，可以在很長一段時間內儲存和釋放能量。
Zheng進一步解釋稱，“這種電池的一個非常有趣的特點是，正極只使用了兩種元素——鋁和碳，這兩種元素既便宜又環保。”
“它們的生命周期也很長。當我們計算能量儲存的成本時，我們需要將它攤銷到總能量吞吐量上，這意味著電池是可充電的，所以我們可以使用它很多很多次。因此，如果我們擁有更長的使用壽命，那么這種成本將進一步降低。”他補充道。
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