2022年8月1综述了阿历克斯史密斯
电网等应用,水性锌电池有能力扮演着重要的角色在未来能源存储系统由于其经济成本和实体。然而,这项技术的进步已经搁置的一个安全问题。
研究人员设计了一个sucrose-modified增加锌离子的流动水电解质在电场和成功实现dendrite-free锌电池电化学性能的前提下。图片来源:纳米研究,清华大学。
稳定安全的未来应用和锌离子的环境中,中国的科学家建立了一个解决方案,将化学改性蔗糖。这项研究发表在纳米研究,7月28日th,2022年。
越来越多元化的耗电应用程序继续提高要求大规模、低成本电动汽车储能——从风力和太阳能发电系统。根据研究,水锌(锌)电池已成为首选的一个更有希望的选择满足可持续发展需求。
他们是高安全性和成本效益比电流用易燃有机电解质锂离子电池。此外,锌阳极提出了超高的理论能力,这使得这些锌电池更有前途的未来电网储能等应用程序。
Meinan刘,研究报告的作者,副教授,Nano-tech Nano-bionics,中国科学技术大学欧洲杯线上买球
尽管如此,当锌离子(锌2 +)表面的阳极浓度下降为零,树突开始开发。电化学性能恶化的结果不受控制锌枝晶生长和成为一个安全运行的风险。
”这些树突可以穿透分离器和导致电池短路”,刘说。
先前的研究主要集中在调整溶剂环境中,名为“溶剂化作用的结构。“这可以提高锌的流动2 +由于电场有效地抑制树突的生长。面临的挑战是,这些过去的调整,如包括更少的水分子或引入其他盐,也减少了系统的离子电导率。
锌之间2 +溶剂化作用结构及其流动,有一个基本的差距在研究者的理解;一个重要的特征似乎影响锌阳极的稳定性和树突的生长。
集体研究小组从几家中国机构尝试一种新的策略是为了填补这一缺口。调整溶解锌的结构2 +,团队介绍常见的蔗糖与多个羟基(一个氢原子和一个氧原子结合)的电解液。
它证实了蔗糖分子改良运动稳定性和抑制树突增长的前提下通过执行原子论的模拟和实验。事实上,这种方法提供意外的优势:
研究结果证实,蔗糖分子溶解鞘不仅提高流动性,确保快速的锌2 +动力学,还保护了从水中锌阳极腐蚀并成功实现锌dendrite-free沉积和侧抑制的反应。
Meinan刘,研究报告的作者,副教授,Nano-tech Nano-bionics,中国科学技术大学欧洲杯线上买球
这建立使用这个简单的承诺能力sucrose-modification高性能锌电池在未来和把研究领域研究人员的终极目标又近了一步实现一个安全、绿色、高性能锌电池。
”希望这安全、低成本的锌可以应用于电网储能电池”,刘说。
这个方法本身还提供添加修改和改变:Zn-carbon细胞提供更高的能量密度和增强稳定性,这意味着一个有前途的可能应用sucrose-altered锌电池的电解质的未来。
可能的障碍和用例水锌电池,尤其是如何管理极端温度,将被认为是在将来的研究中研究人员。
”锌电池将被冻结的水电解质温度低,所以我们正在调查如何处理温度对电池性能的影响”,刘总结道。
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这项研究是由中国国家自然科学基金、国家重点研究和发展项目,江西省科技项目、杰出青年基金的江西欧洲杯线上买球,江西双千人才计划,南昌的主要项目和科学技术。
期刊引用:
曹,Y。,等。(2022)。快锌2 +移动通过蔗糖修改后的锌2 +溶剂化作用结构dendrite-free水性锌电池。纳米研究。doi.org/10.1007/s12274 - 022 - 4726 - 3。
来源:http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html