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鋅空氣電池可以低成本替代鋰離子AC電源插座
斯坦福大學的科學家已經(jīng)開發(fā)出一種先進的鋅空氣電池聲稱有較高的催化活性和耐久性比類似的電池用鉑和銥催化劑。
研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊,可能導致開發(fā)一種低成本的替代傳統(tǒng)的鋰離子電池廣泛使用的今天。
“已經(jīng)有越來越多的要求高性能、廉價和安全的電池的便攜式電子設(shè)備、電動汽車和其他能源存儲應(yīng)用程序,'說Hongjie Dai,斯坦福大學化學教授、該研究的第一作者。“種金屬-空氣電池提供了一個可能的低成本解決方案。
根據(jù)戴笠,人們的注意力大多集中在鋰離子電池,盡管他們有限的能量密度、高成本和安全問題。
“與充足供應(yīng),從大氣中吸取氧氣,種金屬-空氣電池的理論能量密度大幅度增加,無論是傳統(tǒng)水電池或鋰離子電池,”他在一份聲明中說。“其中,鋅空氣是技術(shù)上和經(jīng)濟上最可行的選擇。”
鋅空氣電池結(jié)合大氣氧氣和鋅金屬液體中堿性電解質(zhì)發(fā)電與氧化鋅的副產(chǎn)品。當這個過程是逆轉(zhuǎn)在充電過程中,氧氣和鋅金屬再生。
“鋅空氣電池是有吸引力的因為豐富的、低成本的鋅金屬,以及不易燃的本質(zhì),使水溶液電解質(zhì)電池固有的安全運轉(zhuǎn),”戴說。“主(一次性)鋅空氣電池已商業(yè)化的醫(yī)療和電信應(yīng)用程序與有限的功率密度。然而,它仍然是一個大挑戰(zhàn)開發(fā)電充電電池,絆腳石是缺乏高效和健壯的空氣催化劑,以及有限的循環(huán)壽命的鋅電極。
積極和持久的electrocatalysts在空氣電極需要催化氧還原反應(yīng)時的流量和氧發(fā)生反應(yīng)在充電。在鋅空氣電池,兩個催化反應(yīng)遲緩,戴秉國表示。
來源:Yanguang李,斯坦福大學
這是一個可充電電池在熱電廠氧化鋅配置與鈷氧化物/碳納米管和鐵鎳合金/層狀雙氫氧化物催化劑充放電,分別
最近,他的研究小組已經(jīng)開發(fā)了一系列高性能electrocatalysts由非貴重金屬氧化物或納米晶與碳納米管hybridised。這些催化劑產(chǎn)生更高的催化活性和耐用性比催化劑在堿性電解質(zhì)由鉑和其他貴金屬。
“我們發(fā)現(xiàn)類似催化劑大大提高了鋅空氣電池的性能,戴秉國表示。兩個主要和充電。“一個組合的鈷氧化物混合空氣氧還原催化劑和鎳鐵氫氧化物混合空氣催化劑對氧進化導致創(chuàng)紀錄的高能電池,效率高鋅空氣比能量密度的兩倍還多,鋰離子技術(shù)。”
電池也已經(jīng)表現(xiàn)出良好的可逆性和穩(wěn)定長充電和放電周期超過幾個星期。
這工作可能是一個重要的一步鋅空氣電池的發(fā)展實際充電,即使其他挑戰(zhàn)有關(guān)鋅電極和電解質(zhì)有待解決,”戴老師說。
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