新型可充电电池可以加速向绿色电动交通的转变

来自中国和英国的科学家使用盐作为主要成分来设计一种新的可充电电池,这种电池可以加速向绿色公路电动交通的转变。

一种准固态(QSS)熔盐电解质及QSS熔盐铁空气电池的结构。
一种准固态(QSS)熔盐电解质及QSS熔盐铁空气电池的结构。图片来源:诺丁汉大学。

可充电锂离子电池,电动车辆(EV)电源,可以随着时间的推移而失去功率和能量。这些电池也可以在特定条件下充电或工作时过热,这可能导致电池寿命的降低,每次充电的数英里下降。

找到解决这些问题的解决方案诺丁汉大学该公司与中国六家科研机构合作,创造了一种新型的、具有成本效益的储能选择,结合了金属-空气电池和固体氧化物燃料电池的性能优势。

新电池可大大延长电动车辆的范围,同时也是环保,完全可回收,安全且廉价的。

固体氧化物燃料电池通过化学反应将氧和氢转化为电能。尽管这种燃料电池耐用,从燃料中获取能量的效率很高,更环保,而且生产成本低廉,但它不能再充电。

与此同时,金属-空气电池是一种电化学电池,利用像铁这样的廉价金属和空气中的氧气来发电。

金属电池仅在充电期间仅释放氧气进入大气。虽然没有如此耐用,但这些高能密集的电池可以充电,并且可以像锂离子电池一样储存和释放电力,但以更安全和更便宜的方式。

在研究的早期阶段,研究人员研究了高温,铁空气电池设计,涉及使用熔盐作为一种电解质 - 热激活的电导率。

熔盐成本低,易燃,为电池提供了良好的储能和动力能力,使用寿命长。但是熔融盐也有不利的性质。

在极端高温下,熔盐可能具有强烈的腐蚀性、挥发和蒸发或泄漏,这对电池设计的安全性和稳定性提出了挑战。目前迫切需要微调这些电解质特性,以提高电池性能,并使其在未来的电力运输中得以使用

乔治·陈,诺丁汉大学工程学院学习牵头教授

现在,该团队通过在固体氧化物纳米粉末的帮助下将熔盐转化为软固体盐来成功增强了该技术。

来自中国科学院上海应用物理研究所的协作项目教授建强王教授估计该准固态(QSS)电解质适用于800°C-的金属电池欧洲杯线上买球与柴油或汽油发动机的发动机废气的几乎相同 - 因为它抑制了可以在这种高效温度下发生的熔融盐的流动性和蒸发。

从理论上讲,电池充电和放电时的电流可以保持有效的工作温度,达到最佳的隔热效果,如果需要的话还可以进行更多的电加热。

来自上海应用物理研究所的项目合作者程鹏博士描述了这项实验研究独有的、有用的设计特点。

研究人员通过使用纳米技术实现了准凝固,以产生柔性连接的固体氧化物颗粒网络,其用作熔融盐电解质中锁定在熔融盐电解质中的结构屏障,同时允许它们在极热下安全地进行电力。欧洲杯猜球平台

在诺丁汉领导熔盐电解实验室的陈教授相信,研究人员实现的“令人鼓舞的结果”将有助于为设计高性能和低成本熔盐金属 - 空气电池提供更有效和更简单的技术和稳定。

改良的熔盐铁 - 氧电池在新市场上具有很大的潜在应用,包括电力运输和可再生能源,需要在我们的家庭和网格层面上进行创新的存储解决方案。原则上,电池也能够将太阳能热量和电力存储,这对于国内和工业能量需求来说是非常理想的

乔治·陈,诺丁汉大学工程学院学习牵头教授

熔融盐目前在西班牙和中国大规模使用,用于捕获和储存太阳能热量,然后将其转化为电能——我们的熔融盐金属空气电池在一个设备中完成了这两项工作陈教授总结道。

期刊引用:

张,S。等等。(2021)可充电高温熔盐铁-空气电池用准固态电解质。能源存储材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1016/j.ensm.2020.11.014

来源:https://www.nottingham.ac.uk/

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