出乎意料的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致可再充電電池與傳統(tǒng)的汽車電池一樣便宜，但能量密度卻更高。新電池可能成為存儲(chǔ)可再生能源和支持電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)高效，環(huán)保的替代品。

能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)小組在以不同于他們預(yù)期的方式實(shí)現(xiàn)了新電池工作后，發(fā)現(xiàn)了這種儲(chǔ)能寶石。該雜志自然能源今天介紹的電池發(fā)表了一篇論文。

PNNL實(shí)驗(yàn)室通訊員劉俊說：“可充電鋅錳電池的想法并不是什么新鮮事物;自1990年代后期以來，研究人員就一直在研究它們作為廉價(jià)，安全的鋰離子電池的替代品。” “但是這些電池通常只需要充電幾下就可以停止工作。我們的研究表明，可能會(huì)發(fā)生這些故障，因?yàn)槲覀兾茨芸刂瓶沙潆婁\錳儲(chǔ)能系統(tǒng)中的化學(xué)平衡。”

化學(xué)傾斜

經(jīng)過多年專注于可充電鋰離子電池，研究人員習(xí)慣于思考鋰離子的來回穿梭。鋰離子電池通過稱為嵌入的過程來存儲(chǔ)和釋放能量，該過程涉及鋰離子進(jìn)入和離開電池兩個(gè)電極的原子之間的微觀空間。

這個(gè)概念在能量?jī)?chǔ)存研究中根深蒂固，以至于PNNL科學(xué)家與華盛頓大學(xué)合作，開始考慮以低成本，安全的方式替代鋰離子電池(可充電鋅錳氧化物電池)時(shí)，他們認(rèn)為鋅也會(huì)以類似方式移動(dòng)進(jìn)出電池的電極。

經(jīng)過一系列測(cè)試，團(tuán)隊(duì)驚訝地發(fā)現(xiàn)他們的設(shè)備正在經(jīng)歷完全不同的過程。他們的鋅錳氧化物電池不是簡(jiǎn)單地四處移動(dòng)鋅離子，而是經(jīng)歷了可逆的化學(xué)反應(yīng)，將其活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為全新的物質(zhì)。

有吸引力的選擇

Liu和他的同事開始研究可充電鋅錳電池，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩埳虾苡形?。由于它們使用大量廉價(jià)的材料(鋅和錳)，因此它們可以像鉛酸電池一樣便宜。而且電池的能量密度可以超過鉛酸電池。PNNL科學(xué)家希望，通過更深入地研究鋅錳氧化物電池的內(nèi)部工作原理，可以生產(chǎn)出性能更好的電池。