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近日,來(lái)自澳大利亞研究人員聲稱,超鋰離子電池可以開(kāi)發(fā)出適用于高級(jí)儲(chǔ)能的新型陰極。

如今,對(duì)清潔、廉價(jià)、能夠應(yīng)對(duì)現(xiàn)代挑戰(zhàn)的新型能源存儲(chǔ)解決方案的需求比以往任何時(shí)候都高。我們需要它來(lái)幫助管理可再生能源在電網(wǎng)中所占比例不斷上升的難題,使非電網(wǎng)社區(qū)遠(yuǎn)離柴油和化石燃料,并將那些目前無(wú)法獲得電力的社區(qū)連接起來(lái)。

悉尼科技大學(xué)(UTS)的研究人員聲稱,他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種通過(guò)將氫與納米鎂等固體材料結(jié)合來(lái)儲(chǔ)存氫的系統(tǒng)。Aguey-Zinsou教授的新技術(shù)可以提供低至2美分每千瓦時(shí)的能源,并有望在幾周內(nèi)獲得專利,

一種新型陰極的研究

雖然鋰離子電池(LIB)有許多優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用,但也有如鈉、鋅、鉀和鋁等其他豐富的金屬元素可用。

這些元素與鋰具有相似的化學(xué)性質(zhì),已被廣泛研究。最近使用它們的創(chuàng)新例子有鈉離子電池(SIB)、鉀離子電池(ZIB)和鋁離子電池(AIB)。

然而,盡管在氧化還原電位、能量密度和電池的潛在應(yīng)用方面具有前景,但由于缺乏合適的電極材料,這些LIB替代品(所謂的“超LIB”)的發(fā)展受到了阻礙。

UTS清潔能源技術(shù)中心主任王教授介紹:“超鋰離子電池在高能量密度、低成本和大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用方面很有前途。然而,主要的挑戰(zhàn)在于開(kāi)發(fā)合適的電極材料。”
表面應(yīng)變工程

該團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)新研究描述了在2D石墨烯納米材料中使用表面應(yīng)變工程的策略,它可以產(chǎn)生一種新型陰極。應(yīng)變工程是通過(guò)改變材料的機(jī)械或結(jié)構(gòu)屬性來(lái)微調(diào)材料性能的過(guò)程。

王教授:“通過(guò)二維多層vopo4 -石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)變工程,此項(xiàng)研究展示了一種新型零應(yīng)變陰極,用于跨鋰離子(Na+, K+, Zn2+, Al3+)的可逆插層。”

據(jù)研究人員介紹,在K+離子電池中作為陰極時(shí),它們實(shí)現(xiàn)了160mahg - 1d的高比容量和～ 570whkg -1的大能量密度。他們表示,這是迄今為止最好的性能。此外,所制備的二維多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)還可擴(kuò)展為高性能SIB、ZIB和AIB的陰極。

解決能源儲(chǔ)存的最大挑戰(zhàn)

由于開(kāi)發(fā)高級(jí)儲(chǔ)能解決方案所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是缺乏合適的陰極材料,因此該團(tuán)隊(duì)的研究可能被證明是一種很有前途的項(xiàng)目,將二維材料的應(yīng)變工程用于高級(jí)儲(chǔ)能應(yīng)用。

它也可以應(yīng)用于許多其他納米材料,比如鋰離子化學(xué)以外的電極材料的合理設(shè)計(jì)。

（翻譯自——allaboutcircuits）


原標(biāo)題： 超鋰離子電池會(huì)是能源存儲(chǔ)的下一個(gè)突破口嗎?