(圖片來源:卡爾斯魯厄理工學院)
據(jù)外媒報道,鈣基
電池有望以較低的制造成本達到較高的能量密度,最終此種實驗室式技術(shù)能夠取代未來儲能系統(tǒng)中的鋰離子技術(shù)。但是,利用現(xiàn)有的電解質(zhì),無法在室溫下給該種
電池充電。不過,德國卡爾斯魯厄理工學院(Karlsruhe Institute of Technology,KIT)的研究人員研發(fā)出一種非常有前景的電解質(zhì),可讓可充電鈣電池成為可能。
高效、大型、低成本的儲能系統(tǒng)能夠讓社會加速向零排放出行和電力供應過渡。但是,KIT的教授,烏爾姆兼卡爾斯魯厄電化學儲能中心CELEST研究平臺主任Maximilian Fichtner表示,現(xiàn)在占據(jù)主導地位的鋰離子技術(shù)無法在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)該任務。因此,科學家們開始研究鈣電池和其他儲能技術(shù)。“從中期來看,鋰離子電池在性能和某些生產(chǎn)資源方面將達到極限,從而阻止它們能夠用于未來的過渡能源,鈷、鎳和鋰等生產(chǎn)鋰離子電池的資源也是有限的。”KIT與烏爾姆大學(Ulm University)建了一個烏爾姆亥姆霍茲研究所(HIU),F(xiàn)ichtner與研究小組一起專注于研發(fā)替代電池技術(shù)。此類技術(shù)都基于豐富的資源,鈣就是一種非常有前景的資源,因為與鋰相反,每個鈣原子能夠釋放和吸收兩個電子,而且提供與鋰類似的電壓。“鈣是地球上第五豐富的元素,而且在地球上分布均勻,安全、無毒且便宜。”
不過,到目前為止,鈣電池的發(fā)展仍面臨很大的一個障礙,與已經(jīng)成熟的鋰離子技術(shù)或者最近的鈉或鎂電池技術(shù)相比,能夠制成可充電鈣電池的電解質(zhì)仍然很缺乏。該研究第一作者Zhenyou Li博士表示:“幾年來,實驗性的電解質(zhì)以及鈣電池其實已經(jīng)研發(fā)出來。但這些電解質(zhì)只能在超過75攝氏度的溫度下充電,此外,它們還容易產(chǎn)生不良的副作用。”
現(xiàn)在,研究人員已經(jīng)成功合成了一種新型的電解質(zhì),此類電解質(zhì)基于特殊的有機鈣鹽而制成,能夠在室溫下充電。采用此種新型電解質(zhì),研究人員展示了一款具備高能量密度、高儲能能力且能夠快速充電的鈣電池。
該新型電解質(zhì)是將實驗性鈣電池轉(zhuǎn)化為實際應用的鈣電池的重要基礎(chǔ)。在電動汽車、移動電子設備和固定儲能系統(tǒng)中,此類鈣電池有朝一日可能會取代目前占主導地位的鋰離子電池。
(責任編輯:子蕊)
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