水系鋅電池是鋰離子電池技術的替代品之一,既安全能量密度又有競爭力,只可惜因為電極與電解質不相容,壽命往往不長,但現在澳洲科學家透過在電解質中添加少少的有機化合物,成功延長電池使用壽命。
水系鋅電池(Aqueous zinc batteries,AZB)的化學優勢歸功於能量密集的鋅金屬陽極、以及安全的鹽水溶液電解質,但這兩種材料的不相容特性會造成陽極化學腐蝕,降低電池的循環壽命。
澳洲新南威爾斯大學化學工程學院團隊員表示,現在已經找到解決腐蝕問題的法子,可將電池壽命提高 5~20 倍,相當於將壽命從幾個月延長到 3 年以上。
這方法相當簡單,只要在電池電解質中添加濃度低的有機化合物。研究人員發現,在電解質中添加 1% 濃度的1,2-丁二醇(1,2-Butanediol),就可以解決電極腐蝕問題,並有效減少樹枝狀鋅沉積物,降低電池短路的可能性。
團隊使用小型軟包型電池,每 30 公斤重量(或約 30 Wh/kg)可儲存約 1 kWh 電力,使用高壓陰極後能再提高。
研究團隊表示,新研究不僅保留電解質的水性,電池還是有成本和安全優勢,結果也很接近競爭對手的鋰離子電池。Dipan Kundu 表示,水系鋅電池技術可以為採礦、建築和電信等產業提供經濟高效且可靠的儲能選擇。
雖然鋰離子電池是現階段的電池龍頭,但由於成本較高、供需失衡、原材料資源稀缺和易起火安全性的擔憂,科學家們積極尋找替代品。水系鋅電池有著高安全性、原料豐富、成本較低和具有競爭力的能量密度,為有力的替代候選人。
新南威爾斯大學預估,完全成熟的水系鋅電池技術,其成本大約是鋰離子電池的三分之一到四分之一,Kundu 表示,該技術也可以用於各種規模的儲能系統,從小型住宅、商辦到中型社區或是大型電網級儲能都可以。
但從實驗室到實際使用、大規模使用,都要好長一段時間,過程也相當艱辛,新南威爾斯大學團隊表示,正在繼續致力於開發這項技術,並專注於開發電池原型,並正在尋求資金來開發專注於商業開發衍生產品。
(首圖來源:)
標題:小小一步就延長使用壽命 20 倍,水基鋅離子電池獲突破
地址:https://www.utechfun.com/post/317038.html