研究人员研发新型无金属水性电池 降低易燃风险

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电池是现代日常生活的一部分,为笔记本电脑、手机、吸尘器、助听器、起搏器甚至电动汽车提供动力。但这些电池可能会带来安全和环境风险。


在最近发表在《细胞报告物理科学》(Cell Reports Physical Science)上的一项研究中,德克萨斯农工大学(Texas A&M University)的研究人员调查了另一种电池的组成部分:一种无金属、水基电池,这将降低标准电池的可燃性,并减少生产中使用的金属元素的数量。

研究人员研发新型无金属水性电池 降低易燃风险

大多数电池是锂离子电池,含有锂和钴,这是全球战略元素,意味着它们只位于某些国家,但对全球经济和美国电池制造至关重要。


Jodie Lutkenhaus博士说,这项工作使未来无金属水相电池的设计成为可能。Jodie Lutkenhaus教授兼德州农工大学阿蒂·麦克费林化学工程系艾氏涂料系统主席表示,通过不使用金属,我们可以解决全球对用于电池的战略金属的迫切需求;通过使用水,我们可以用水取代易燃易挥发的电解质。

研究人员研发新型无金属水性电池 降低易燃风险

使用一种非常灵敏的测量技术,即耗散监测的电化学石英晶体微天平,研究人员能够确定电子、离子和水在电极充放电时是如何转移的。


她说,有了这些信息,我们表明,增强的电极-水相互作用可以提高能量存储性能。


储能能力低于传统的锂离子电池,但这为未来更可持续和更稳定的电池铺平了道路。


这项研究还处于初始阶段,在现实世界中有各种应用的机会。一个特别的潜力是用于医疗设备的可植入电池。


卢肯豪斯的兴趣始于她了解到锂和钴等战略元素因电池生产增加而面临的压力。


她说,通过使用完全不同的材料,就像我们在这里用聚合物做的那样,我们将金属从图片中完全去除。这项工作中我最喜欢的方面是我们能够深入描述与这种氧化还原聚合物相关的分子传输过程。只有在最近几年,我们才能够解决这种大规模的影响。


卢肯豪斯说,未来他们需要找到更多与设计兼容的聚合物。


她说:“我们有了这样的设备,就可以生产出高性能的全电池,用于实际应用。”


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