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把鹽 “加到”電動汽車電池里,續航更長成本低廉

2021/2/2 14:04:15 來源: 作者:小小 責編:遠洋

目前大多數電動汽車都由可充電的鋰離子電池提供動力,但隨著時間的推移,它們可能會逐漸失去能量和動力。在某些情況下,這類電池在工作或充電時還會出現過熱問題,降低電池壽命,每次充電也會減少可行駛里程。

為了解決這些問題,英國諾丁漢大學正與中國的六家科研院所合作,使用鹽作為關鍵成分,設計出一種新型的可充電電池,幫助加速我們向環保交通的轉變。這種新電池兼具固體氧化燃料電池和金屬空氣電池的性能優勢,可以明顯提高電動汽車的續航里程,同時完全可回收、成本更低,也更安全環保。

圖:準固態 (QSS)熔鹽電解質和 QSS 熔鹽鐵空氣電池結構圖

固體氧化燃料電池通過化學反應將氫和氧轉化為電能。雖然它們在從燃料中提取能源方面效率很高,且耐用、成本低、生產起來更環保,但它們不能充電。而金屬空氣電池是一種電化學電池,它使用廉價的金屬(如鐵)和空氣中存在的氧氣發生反應來發電。雖然不是很耐用,但這些高能密度電池是可充電的,可以儲存和釋放與鋰離子電池同樣多的電力,勝在更安全、更便宜。

在早期研究階段,研究人員探索了一種高溫鐵 - 空氣電池設計,即使用熔鹽作為電解質以獲得導電性。熔融鹽價格便宜,易燃,有助于給電池帶來更高的儲能和動力性能,并延長電池的壽命。

然而,熔鹽也具有不利的特性。諾丁漢大學研究負責人喬治 · 陳教授(George Chen)表示:“在極端高溫下,熔鹽可能具有極強的腐蝕性、揮發性,并會蒸發或泄漏,這對電池設計的安全和穩定性構成了挑戰。迫切需要微調這些電解液的特性,以改善電池性能,并使其未來能夠在電動運輸中使用。”

研究人員現在已經成功地改進了這項技術,使用固體氧化納米粉末將熔鹽轉變為軟固體鹽。領導該合作項目的中國科學院上海應用物理研究所王建強教授預測,這種準固態 (QSS)電解液適用于 800 攝氏度的金屬空氣電池,因為它抑制了在如此高的工作溫度下可能出現的熔鹽蒸發和流動特性。

研究人員表示,準固態是使用納米技術來構建可靈活連接的固體氧化物顆粒網絡實現的,該網絡充當鎖定熔鹽電解質的結構屏障,同時仍允許它們在極端高溫下安全導電。他們希望,這些 “令人鼓舞的結果”將有助于構建一種更簡單、更高效的方法,以便幫助設計低成本、高性能、高穩定性和安全性的熔鹽金屬空氣電池。

喬治 · 陳教授稱:“改進后的熔鹽鐵氧電池在新的市場有很大的應用潛力,包括在電力運輸和可再生能源方面,這些都需要我們的家庭和電網水平提供創新存儲解決方案。原則上,該電池還能夠儲存太陽能和電力,這對于家庭和工業能源需求都非常重要。目前,西班牙和中國大量使用熔鹽來捕獲和儲存太陽能,然后將其轉化為電能,而我們的熔鹽金屬空氣電池在單個設備中同時完成了這兩項工作。”

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關鍵詞:電池

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