研究人員找到讓鋅-空氣電池變更高效且擁有充電能力的方法

據外媒報道,鋅空氣電池雖然是很棒的小型儲能設備,但它們還有很多改進的空間–首先,它們通常不需要充電。現在,由德國明斯特大學領導的一個研究小組已經開發出一種全新的鋅-空氣化學物質,從而可以使該類型的電池變得更加高效且擁有可充電能力。

研究人員找到讓鋅-空氣電池變更高效且擁有充電能力的方法

資料圖

跟大多數電池不同的是,鋅空氣電池將所有重要部件都裝入到了電池中,它依賴於從周圍空氣中吸入的氧氣。在某種程度上,它們通過「呼吸」氧氣跟陰極相互作用從而產生分子,然後穿過糊狀的鹼性電解質並跟鋅陽極反應產生電流。

問題是,鋅陽極在氧化後會被「用完」,這使得這種電池無法充電。一些設計通過讓鋅元素可替換或使用稀土礦物催化劑使其可充電來解決這個問題,但這些卻都帶來了額外的成本或麻煩。

在現在的這項新研究中,工程師們創造了一種新的電解質從而可以使鋅空氣電池能充電。這種電池不像大多數電解質那樣粘稠,而在新設計中,它更像液體。它的基礎是三氟甲磺酸鋅鹽(zinc trifluoromethanesulfonate salt),這使得它呈現非鹼性,研究小組稱這能讓它在化學上更穩定–最重要的是,它是可逆的,也就是說,可以充電。

該研究的首席研究員Wei Sun表示:「我們創新的非鹼性電解質將一種之前未知的可逆過氧化鋅(ZnO2)/O2化學物質引入到鋅-空氣電池中。鋅-空氣電池提供了一種潛在的(鋰離子)替代電池技術,另外還具有環保行、高安全性和低成本等優點。」

該研究團隊表示,這種新電池持續穩定運行了超過320次循環,使用時長達到1600小時。能實現的部分原因是電解質中拒水的陰離子,其使水遠離陰極表面從而使其更加穩定。

雖然這是一個有趣的開發,但該團隊承認,該設計離實際應用還有相當長的一段路要走。

來源:cnBeta