研究機(jī)構(gòu)正在開(kāi)發(fā)廉價(jià)高效的高溫熔鹽鐵氧電池

前言：這一新設(shè)計(jì)融合了固體氧化物燃料電池和熔融金屬空氣電池的優(yōu)點(diǎn)，在不影響能量容量的情況下，顯著提高了電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和功率能力。

采用鹽制造的新型可充電電池的新設(shè)計(jì)可以引領(lǐng)更環(huán)保的能源。寧波諾丁漢大學(xué)(UNNC)的研究人員與中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所(SINAP)的一個(gè)專(zhuān)家小組聯(lián)手設(shè)計(jì)了這種新型能量存儲(chǔ)器，它可以提供更大的功率，同時(shí)電池壽命也長(zhǎng)于傳統(tǒng)電池。

對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和更可持續(xù)的運(yùn)輸形式的不斷增長(zhǎng)的需求意味著人們需要尋找新的能量存儲(chǔ)形式，例如電池，超級(jí)電容器和燃料電池。目前，該行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)是：可充電電池的性能較差，隨著時(shí)間的推移，電池會(huì)經(jīng)常過(guò)快地?fù)p失能量和功率。

這一合作團(tuán)隊(duì)由SINAP的熔鹽化學(xué)專(zhuān)家JiangiangWang教授和UNNC電化學(xué)技術(shù)教授LiDak和教授GeorgeChen領(lǐng)導(dǎo)，他們合力設(shè)計(jì)出了一個(gè)可能有效解決上訴問(wèn)題的解決方案，該文章發(fā)表在了“ChemSusChem”期刊上。

該文章名為：一種可充電的高溫熔鹽鐵氧電池，(英文名為：A Regeable High-Temperature Molten SaltIron-Oxygen Battery)概述了科研人員對(duì)一種新型且價(jià)格合理的可充電鐵氧電池所進(jìn)行的研究，該電池含有熔融碳酸鹽和固體氧化物的雙相電解質(zhì)。該論文的第一作者Cheng Peng博士指出，這一新設(shè)計(jì)融合了固體氧化物燃料電池和熔融金屬空氣電池的優(yōu)點(diǎn)，在不影響能量容量的情況下，顯著提高了電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和功率能力。

Chen教授說(shuō)：“目前，可充電金屬—氧氣電池面臨的主要挑戰(zhàn)在于電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)遲緩，導(dǎo)致能量和功率密度低。因此，激活負(fù)極和正極的反應(yīng)對(duì)于高性能可充電金屬—氧氣電池是至關(guān)重要的。”

正如該科研團(tuán)隊(duì)工作證實(shí)的那樣，科研人員對(duì)于這一挑戰(zhàn)的解決方案是具有創(chuàng)新性的，不僅簡(jiǎn)單而且成本低。Wang教授解釋說(shuō)：“我們著眼于提高金屬—氧氣電池的工作溫度，使用鐵等金屬作為基材，因?yàn)樗梢栽诟邷叵禄罨⑶铱杀３州^低的成本。固體氧化物燃料電池使用錫或鉍作為負(fù)極材料，但目前存在的一個(gè)問(wèn)題是：在金屬和固體電解質(zhì)之間會(huì)形成金屬氧化物，從而阻礙離子傳導(dǎo)。”

Peng博士補(bǔ)充說(shuō)：“一種高溫金屬—氧氣電池就是所謂的熔融空氣電池，它可以使用金屬在熔鹽中快速多電荷轉(zhuǎn)移。熔鹽具有溶解金屬氧化物的能力。我們的方案著眼于熔鹽鐵氧電池，它含有熔融碳酸鹽和固體氧化物的雙相電解質(zhì)，它融合了兩種電池的優(yōu)點(diǎn)。”

實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：制造出了一種低成本，使用壽命長(zhǎng)的可充電高溫熔鹽鐵氧電池，這種電池具有高儲(chǔ)能容量和快速充放電能力。

這一新設(shè)計(jì)背后的團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，新電池在電網(wǎng)規(guī)模和可再生能源存儲(chǔ)領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用。同時(shí)在UNNC領(lǐng)導(dǎo)熔鹽電解實(shí)驗(yàn)室的Chen教授表示，電池設(shè)計(jì)背后的新研究有多種應(yīng)用。例如，熔鹽是高溫下太陽(yáng)能加熱的理想儲(chǔ)存液。因此，熔鹽鐵氧電池原則上既能儲(chǔ)存太陽(yáng)能，又能儲(chǔ)存電能，這對(duì)于國(guó)內(nèi)和工業(yè)能源需求都是非常理想的選擇。