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科学家研发出第一种可完全充电的二氧化碳电池 可进行500次充
更新时间:2019-11-08 12:58:56   浏览次数:2722
[摘要] 据外媒报道,对可以将电池技术提升到更高水平的先进材料的探索,已将科学家带到了一些富有想象力的地方,包括受人脊柱启发的设计以及将关键部件制成纳米链结构的其他设计。另一个例子涉及我们在二氧化碳中产生过多的

据国外媒体报道,对能够将电池技术提升到更高水平的先进材料的探索,让科学家们来到了一些富有想象力的地方,包括脊椎启发设计和其他将关键部件制成纳米链结构的设计。另一个例子是我们在二氧化碳中产生了太多的元素。科学家们现在已经把它开发成一种能进行500次充放电循环的电池。

由于其能量密度预计将达到当今典型锂离子设计的7倍以上,人们对锂-二氧化碳电池的开发非常感兴趣。过去的研究取得了一些可喜的成果。我们去年从麻省理工学院看到的突破是最近的一个例子。

机械工程师团队率先提出了一种新的电化学反应,可以提高放电电压,最终将二氧化碳转化为固体碳酸盐材料。研究人员指出了电池设计的一个缺点,即电池在失效前只能进行10次充放电循环。

芝加哥伊利诺伊大学的一个团队现在声称已经开发出第一个完全可充电的锂-二氧化碳电池。研究人员已经克服的技术问题集中在这些电池在充电过程中由于催化剂上的碳沉积而快速失效的趋势上,这一直困扰着类似的努力。

论文的第一作者、uic工程学院研究生阿里雷扎·艾哈迈德·帕里达里(Alireza ahmadiparidari)说:“碳的积累不仅阻止了催化剂的活性位点和二氧化碳的扩散,还导致电解质在带电状态下的分解。”

研究人员发现,解决这个问题的一个方法是引入新材料,以增强电池一次又一次回收材料的能力。这意味着二硫化钼纳米片被集成到阴极催化剂中,并且使用由离子液体和二甲基亚砜制成的新的混合电解质。

研究人员说,这种结合导致电池输出由多种成分组成的复合材料,而不是单一的产品,从而看到碳自然地混合到回收过程中,而不是在电池本身的催化剂上形成麻烦的积累。如此之多,他们可以在500次充放电循环中给原电池充电。

机械与工业工程副教授萨利希-霍金(Salehi-khojin)表示:“我们独特的材料组合有助于生产第一款效率更高、循环寿命更长的碳中性锂二氧化碳电池,这使其能够用于先进的储能系统。”

这项研究离商业化生产还有很长的路要走。然而,它确实为下一代电池提供了另一种概念验证的能量存储装置,也是我们有朝一日将二氧化碳转化为更有用的另一种可能方式。

这项研究发表在《高级材料》杂志上。

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