采集綠色太陽能的挑戰(zhàn)之一是如何在沒有太陽的時候儲存這些能源。雖然近年來采集太陽能的成本已經(jīng)顯著下降，但通過電池組和其他方法存儲這些能量的成本并沒有那么快跟隨下降。來自康奈爾大學(xué)的研究人員一直在探索低成本的材料來制造可充電電池，以使能源存儲更加實惠。



該團隊認(rèn)為，他們的突破可以為目前主導(dǎo)電池市場的鋰離子電池提供更安全、更環(huán)保的替代品。鋰離子電池運用在太陽能上目前存在一些挑戰(zhàn)，它們充電速度慢，如果被刺破或損壞或者環(huán)境不太理想的情況下，活潑的鋰離子可能會起火。在目前的研究中，科學(xué)家們正在使用鋁和鋅來制造一種新的電池。

研究人員說，他們的電池有一個有趣的特點，就是它只有兩種元素用于陽極和陰極。這些元素是鋁和碳。這兩種元素價格低廉，而且環(huán)保。電池的生命周期很長，當(dāng)團隊計算儲能成本時，電池的壽命越長，儲能的成本降低越明顯。

使用鋁的主要優(yōu)勢之一是，與許多其他金屬相比，鋁是一種豐富的材料，具有較高的儲能能力。面臨的挑戰(zhàn)是，鋁很難集成到電池電極中。鋁會與物理上分割陽極和陰極的玻璃纖維分離器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池短路和失效。

康奈爾大學(xué)的研究人員通過設(shè)計一種由碳纖維交織而成的基質(zhì)，與鋁形成更強的化學(xué)鍵來解決這一問題。當(dāng)電池充電時，鋁會通過共價鍵沉積到碳結(jié)構(gòu)中。該技術(shù)需要對電池進行非平面架構(gòu)，并創(chuàng)造出更深、更一致的鋁的分層，并能夠進行精細(xì)控制。研究人員指出，在實際條件下，他們的鋁陽極電池可以比其他鋁充電電池可逆性充放電次數(shù)多一個或多個數(shù)量級。