研究機(jī)構(gòu)正在開發(fā)廉價高效的高溫熔鹽鐵氧電池

前言：這一新設(shè)計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，在不影響能量容量的情況下，顯著提高了電池反應(yīng)動力學(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)的研究人員與中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所(SINAP)的一個專家小組聯(lián)手設(shè)計了這種新型能量存儲器，它可以提供更大的功率，同時電池壽命也長于傳統(tǒng)電池。

對電動汽車和更可持續(xù)的運輸形式的不斷增長的需求意味著人們需要尋找新的能量存儲形式，例如電池，超級電容器和燃料電池。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，隨著時間的推移，電池會經(jīng)常過快地?fù)p失能量和功率。

這一合作團(tuán)隊由SINAP的熔鹽化學(xué)專家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)計出了一個可能有效解決上訴問題的解決方案，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)概述了科研人員對一種新型且價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，在不影響能量容量的情況下，顯著提高了電池反應(yīng)動力學(xué)和功率能力。

Chen教授說：“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)隊工作證實的那樣，科研人員對于這一挑戰(zhàn)的解決方案是具有創(chuàng)新性的，不僅簡單而且成本低。Wang教授解釋說：“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，因為它可以在高溫下活化并且可保持較低的成本。固體氧化物燃料電池使用錫或鉍作為負(fù)極材料，但目前存在的一個問題是：在金屬和固體電解質(zhì)之間會形成金屬氧化物，從而阻礙離子傳導(dǎo)。”

Peng博士補充說：“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。”

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

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