写道氮杂1月5日2021
新化学创造了一种高性能和经济的锌 - 空气电池，从而提供有吸引力的储能解决方案。
图片来源:黑板/上面
明斯特大学MEET电池研究中心孙伟博士领导的研究团队开发了一种高性能、环保、安全、经济的锌空气电池(ZAB)，为能源存储需求提供了理想的解决方案。
电池建立在新的新化学上，这应该消除历史上妨碍这种技术的一些问题。该团队设计了非碱性的水电解质，通过防止使用碱性电解质引起的电化学不可逆转性来使锌空气电池更具化学稳定。
该研究团队——包括来自复旦大学、上海、科技大学、武汉、马里兰大学和美国陆军研究实验室的科学家——在该杂志上发表的一篇论文中详细介绍了他们的发现欧洲杯线上买球欧洲杯线上买球科学¹。
“我们创新的非碱性电解质为锌-空气电池带来了一种以前未知的可逆过氧化锌(ZnO2)/O2化学物质。”
Wei Sun博士，遇到Muenster大学电池研究中心
金属电池：不太完美的储能
ZABs是一个更广泛的家族的电池，结合金属和空气在其中的正极(阴极)是碳基与贵金属覆盖，而另一个电极(阳极)是由另一种金属。最常见的是锌、铝、镁或锂。
空气可以在电池中自由流动，从而产生电池所携带的氧气，与金属发生反应，形成氧化物，激活电解过程，从而产生电流。
氧气从外部带来的事实意味着电池内有更多的空间以填充电解质材料。这为这些类型的电池提供了这些类型的电池，高容量和令人印象深刻的能量密度。例如，50kg锂空气电池可以在单个电荷中为车辆动力约500km。
令人惊讶的是，ZABs的研究已经持续了很长一段时间——可以追溯到19世纪。在其发展过程中，非充电zab已经在许多设备中发现了应用，包括助听器和无线通信设备。
然而，这些设备的真正潜力受到了一些技术障碍的阻碍。特别是，ZABs中阳极的腐蚀和在锌阳极上形成枝晶的倾向使可逆ZABs失效。因此，提高ZABs的化学稳定性可以消除这一障碍，并为这些设备的收费版本指明道路。
这就是魏太阳的团队进来的地方。
稳定锌空气电池
该团队基于三氟甲磺酸盐盐的锌创建了非碱性水性电解质，发现它具有与传统的强碱性电解质相比具有几个优点。
特别是，该团队的新电解液是疏水的，这意味着它使氧化过程中产生的水远离阴极表面。这意味着提高了化学稳定性，关键是提高了可逆性。这样就产生了一个可以充电的ZAB。
该小组发现，全锌 - 空气电池可以稳定地在环境空气气氛下稳定地运行320个循环和1,600小时。研究人员通过执行几种专门设计的电化学，分析技术和多尺度模拟来结束他们的结论。
除了提供稳定性和可逆性，团队的新电解质意味着他们的ZAB也增加了能量密度。事实上，他们认为这种元素已经得到了显著的改进，ZABs甚至可以在一天内与当前充电电池市场的领导者锂离子电池竞争。
“锌 - 空气电池提供了潜在的替代电池技术，具有环境友好，安全性高，成本低的优点。在实际应用之前，这项技术仍然需要进一步，密集的研究和优化。“
Wei Sun博士，遇到Muenster大学电池研究中心
参考
¹Sun W, Wang F, Zhang B, Zhang M, Küpers V, Ji X, Theile C, Bieker P, Xu K, Wang C, Winter M，[2021]，“基于氧化锌化学的可充电锌空气电池”，欧洲杯线上买球科学，DOI: 10.1126 欧洲杯线上买球/ science.abb9554
²Torabi。F.，Ahmadi。P.，[2019]，'电池系统的仿真'，基础和应用，［https://www.欧洲杯线上买球scienceardirect.com/book/9780128162125/simulation-of-ystems.］