研究人员测试可持续,经济电池的新材料欧洲杯足球竞彩

使用新的导体材料和新电极材料可能可以实现廉价的电池,然后可以导致可再生能量的大规模存储。

研究人员在实验室中生产了铝纽扣电池。电池盒由内部涂有氮化钛的不锈钢制成,以使其耐腐蚀。(图片信用:Eth苏黎世/ Kostiantyn Kravchyk)

能源转型依赖于能够经济地暂时储存可再生能源发电的技术。一个有利的新候选是铝电池,它由廉价和丰富的原材料制成。欧洲杯足球竞彩

研究人员苏黎世联邦理工学院电子探针——由功能性无机材料教授马克西姆·科瓦连科领导,他们参与了探索和设计这类电池的研究。欧洲杯足球竞彩研究人员目前已经确定了两种可能改变铝电池发展的新材料。欧洲杯足球竞彩第一种是用于电池导电部件的耐腐蚀材料;第二种是一种独特的电池正极材料,可以根据各种技术要求进行修改。

侵蚀电解质液

由于铝电池的电解液具有很强的腐蚀性,可以腐蚀不锈钢,甚至可以腐蚀铂和金,因此研究人员正在寻找用于电池导电部件的耐腐蚀材料。欧洲杯足球竞彩科瓦连科和他的同事找到了他们在氮化钛中寻找的东西,氮化钛是一种具有足够高导电性的陶瓷材料。

“该化合物由高度丰富的元素和氮气组成,易于制造,”Kovalenko解释道。

研究人员已经成功地用实验室中氮化钛组成的导电部件制造了铝制电池。材料可以容易地以薄膜的形式制成。它还可以用作其他材料的涂层,例如聚合物箔。欧洲杯足球竞彩Kovalenko肯定可以使导体从常规金属制造并在它们上涂覆氮化钛涂层,或甚至将导电钛氮化物轨道印在塑料上。

氮化钛的潜在应用并不局限于铝电池。这种材料也可以用于其他类型的电池;例如,镁或钠基电池,或高压锂离子电池

Maksym Kovalenko,功能性无机材料教授欧洲杯足球竞彩

石墨的替代品

第二种新材料可用于铝电池的正极(极)。这里,这些电池中的负极由铝构成,正极通常由石墨制成。目前,Kovalenko和他的团队已经发现了一种新的材料 - 竞争对手的竞争对手石墨,这是电池电池能够储存的能量。聚萘是一种具有链状(聚合物)分子结构的烃。在实验中,材料的样品 - 主要是分子链以随意的方式聚集的样品 - 被证明是完美的。

分子链之间还留有很多空间。这使得电解液中相对较大的离子可以很容易地穿透电极材料并给其充电,“Kovalenko解释道。

包含芘的电极之一是研究人员能够操纵它们的性质,例如孔隙率。因此,材料可以完美地适应特定应用。

“相比之下,目前使用的石墨是一种矿物。从化学工程的角度来看,它是不能被修改的。”Kovalenko说。

由于聚芘和氮化钛都是柔性材料,科学家认为它们是“袋电池”(放置在柔性薄膜中的电池)的理想材料。欧洲杯足球竞彩

能量过渡的电池

越来越多的电力由风和太阳能产生。尽管如此,即使风不吹,太阳不闪耀而需要电,新技术也是必要的,如新型电池,以有利可图的方式将这一电力存储。虽然目前的锂离子电池由于其低重量而适用于电动力,但它们也相对昂贵,因此不适合经济的质量固定蓄电。

此外,与铝、钠或镁相比,锂是一种相对稀有的金属,很难提取。因此,基于后三种元素之一的电池被认为是未来固定电源存储的良好选择。然而,这种电池仍处于研究阶段,尚未进入工业应用。

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