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新型盐基电池将彻底改变电动汽车现状
2021-04-08 16:45

  据报道,英国诺丁汉大学(University of Nottingham)与中国六家科研机构合作,设计出一种以盐为关键成分的新型可充电电池。这种电池可以通过扩大续航里程、完全可回收、环保、低成本和更安全的方式,对电动汽车产生革命性的影响。

  研究人员着手开发一种新的电池,它具有固体氧化物燃料电池和金属气质电池的综合性能,同时没有锂离子电池固有的潜在危险和挑战,比如随着时间的推移而失去能量和电力以及潜在的过热。

  虽然固体氧化物燃料电池在从氢和氧转换的化学反应中提取能量方面效率很高,而且耐用、成本低、生产更环保,但固体氧化物燃料电池不能充电。

  另一方面,金属-空气电池是一种电化学电池,它使用廉价的金属,如铁和空气中的氧气来发电,只向大气排放氧气。然而,与固体氧化物燃料电池不同的是,它们并不是很耐用,尽管它们具有高能量密度和可充电的特性,也能像锂离子电池一样储存和放电电能,但更安全、更便宜。

  为了结合固体氧化物燃料电池和金属-空气电池的优点,研究人员探索了一种高温铁-空气电池的设计,使用熔盐作为一种电解液——热激活——以提高导电性。不幸的是,虽然价格便宜、易燃、具有令人印象深刻的存储和供电能力以及较长的生命周期,熔盐也有其自身的缺点。

  诺丁汉大学工程学院的研究负责人陈乔治(George Chen)教授解释说:“在极端高温下,熔盐具有极强的腐蚀性、挥发性、蒸发性或泄漏性,这对电池设计的安全性和稳定性构成了挑战。”

  中国科学院上海应用物理研究所的王建强教授领导的合作研究人员通过使用固体氧化物纳米粉末,将熔融盐转变为软固体盐,从而改进了这项技术,研究成果发表在《能量储存材料》杂志上。王建强教授认为,准固态(Qss)电解质适用于在800℃运行的金属空气电池——大约与汽油或柴油发动机排放的废气的温度相同,因为它抑制了在如此高的工作温度下可能发生的熔盐的蒸发和流动性。

  研究人员期望,在原则上,通过充放电电流、良好的保温和必要时额外的电加热,他们新开发的电池可以保持有效的工作温度。

  中国科学院上海应用物理研究所的程鹏博士正在诺丁汉领导一个熔盐电解实验室,希望能帮助建立一种更简单、更有效的方法来设计低成本、高稳定性和安全性的熔盐金属空气电池。他表示改进后的熔盐铁氧电池在新的市场上应用潜力巨大,包括电力运输和可再生能源,这需要在家庭和电网中采用创新的存储解决方案。原则上,电池也能够储存太阳能热量和电力,这是非常理想的家庭和工业能源需求。目前,在西班牙和中国,熔盐被大规模地用于收集和储存太阳热量,然后将其转化为电能。研发的熔盐金属空气电池也可以做到。


 

作者:电动汽车网
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