電池為手機和電動汽車提供一切能源,還遠遠達不到完美的程度,電池會燃燒,在死問下性能大幅度降低,而且循環壽命較低。現在,休斯頓大學的研究人員已經發現了一類新的材料,能有效提高材料的性能。
電氣與計算機工程副教授閻耀率領的研究人員報告說,他們使用一種醌類材料,既廉價又豐富,且易回收。還能為任何水性可再充電池制備穩定的負極材料。
“這種廉價材料在腐蝕性環境中擁有極其穩定的化學材料,”德克薩斯超導體中心的首席研究員Yao說,“該材料可以替換當前電池的負極,而且,不需要改變現有電池生產線。”
能源儲存是電動汽車普及,風能、太陽能及其他清潔能源技術的關鍵技術。尤其是能二次使用的電池儲存系統是最為環保,安全和持久的方案。但是,目前由于缺乏復合要求的電池,電池能量儲存系統的發展受到阻礙。
使用低成本且不易燃的水性電解質的水性可再充電電池本質上是安全的,尤其是與使用揮發性有機電解液的電池相比。但是即便是最先進的水性可再充電電池,壽命也比較短,需要經常更換,使得市場范圍大幅縮小。
該研究團隊表示,導致水性可再充電電池壽命短的原因出現在電池負極。現在的負極材料本身在結構和化學性能上是不穩定的,尤其是電流流過的部分,這意味著,一段時間之后,電池的容量會衰減,導致其壽命短。
而這種地球儲量豐富的有機材料醌,成本只有2美元/公斤,研究團隊發現了三種配方都能使材料具有優良的化學性能。
Yao表示,這種有機材料在酸性電池和堿性電池中都有穩定的化學性能,包括汽車使用的動力電池,以及新興的水性金屬離子電池。這意味著基于醌的負極在未來的任何技術中都能發揮巨大的作用。
此外新材料具備非常良好的寬溫性能,即便是寒冷的天氣也不會影響其性能,在回收上,該材料不含有重金屬,使得電池更容易處理。
目前,研究人員已經申請了三項技術專利,并希望找到合作伙伴將該技術商業化。