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改良的熔盐铁氧电池在新的市场中有着巨大的应用潜力

日期:2021-2-3标签: (来源:互联网)

新型电池兼具固体氧化燃料电池和金属空气电池的性能优势,能显著提高电动车的使用寿命,同时完全回收,成本更低,更安全环保。研究者们尝试了高温空气-铁水电池的设计,即使使用熔盐作为电解液,也不会产生电导率。

现在,大部分电动汽车使用可充电的锂离子电池供电,但是随着时间的推移,这些电池可能会逐渐耗尽能量。有些情况下,这样的电池在使用或充电时还会发生过热问题,BAV756S从而缩短了电池的使用寿命,而且每次充电都会减少行驶里程。

为解决这些问题,英国诺丁汉大学正在与中国的6个科研机构合作,利用盐作为关键成分,设计一种新型的可充电电池,以帮助我们加快向绿色交通方式转变。新型电池兼具固体氧化燃料电池和金属空气电池的性能优势,能显著提高电动车的使用寿命,同时完全回收,成本更低,更安全环保。

固态氧化型燃料电池通过化学反应把氢气和氧气转换成电。尽管他们从燃料中获取能量的效率很高,而且耐用,成本低,而且生产起来也更环保,但是他们不能充电。金属空气电池是一种电化学电池,它利用便宜的金属(如铁)与空气中存在的氧气发生反应,从而产生电力。尽管这些高能量密度电池并不耐用,但它们可充电,并能像锂电池一样储存和释放电能,而且比锂电池更安全,更便宜。

研究者们尝试了高温空气-铁水电池的设计,即使使用熔盐作为电解液,也不会产生电导率。熔盐价格低廉,易燃,能为电池带来较高的储能和动力性能,并延长电池寿命。

但熔盐也有其不利的性质。“在极高的高温下,熔盐可能具有极强的腐蚀性,易挥发,并且会蒸发或泄漏,这对电池设计的安全性和稳定性构成挑战,”诺丁汉大学研究负责人乔治·陈教授说。亟需对这些电解液的特性进行微调,以提高电池的性能,使其将来能用于电动运输。

研究者们已经成功地改进了这项技术,利用固体氧化纳米粉末,使熔融的盐类变成软的固体盐。中国科学院上海应用物理研究所王建强教授主持了这一合作项目,他预测,这种准固态(QSS)电解液能适应800摄氏度的金属空气电池,因为它能抑制在这样高的工作温度下可能出现的熔盐蒸发和流动。

研究者说,准固态是利用纳米技术来建立可伸缩连接的固体氧化物颗粒网络,这一网络在保持其安全传导的同时,也起到了锁定熔盐电解液的结构屏障作用。这些“可喜的成果”,他们希望能够帮助建立一种更简单、更有效的方法,从而设计出低成本、高性能、高稳定性和安全性的熔盐金属空气电池。

GeorgeChan教授说:“改良的熔盐铁氧电池在新的市场中有着巨大的应用潜力,包括在电力运输和可再生能源领域,这需要我们在家庭和电网层面提供创新的存储解决方案。从理论上讲,这种电池也可以储存太阳能和电力,这对家庭和工业用能都很重要。现在,西班牙和中国大量使用熔盐来捕捉和储存太阳能,然后再将其转换成电力,而我们的熔盐金属空气电池可以在一个设备上同时完成这两项任务。