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美国大学研发首款碳中和锂-二氧化碳电池 能量密度超锂电池7倍

据外媒报道,锂-二氧化碳电池(Lithium-carbon dioxide batteries)是一种非常具有吸引力的储能系统,因为与常用的锂离子电池相比,此类电池的能量密度高了7倍以上。不过,虽然锂-二氧化碳电池有能力存储更多的能量,但是直到现在,也没有科学家研发出一个可以充电的锂-二氧化碳电池原型。

(图片来源:techxplore)

现在,美国伊利诺伊大学芝加哥分校(the University of Illinois at Chicago)的研究人员却首次证明,锂-二氧化碳电池可以经过设计,以可充电的方式运行,而且研究人员已经成功测试了一个锂-二氧化碳电池原型,可以连续进行500次充放电。

传统上看,当锂-二氧化碳电池放电时,会产生碳酸锂和碳,在充电过程中,碳酸锂会循环再利用,但是碳只会在催化剂上堆积,最终导致电池出现故障。UIC工程学院研究生兼论文第一作者Alireza Ahmadiparidari表示:“碳的堆积不仅妨碍了催化剂的活性位点,阻止二氧化碳的扩散,还会让电解质在充电过程中分解。”

UIC工程学院机械和工业工程副教授Amin Salehi-Khojin及其同事在二氧化碳实验电池中采用了新材料,以促进在充电过程中能够将碳酸锂和碳一起彻底循环再利用。他们采用二硫化钼作为阴极催化剂,与混合电解质结合,帮助在循环过程中将碳包含在内。

具体而言,研究人员结合各种材料,生产出一个单一的多成分复合产品,而不是一个单独的产品,从而使得循环再利用的过程更加高效。

Salehi-Khojin表示:“独特的材料组合帮助我们制成了首款碳中和锂-二氧化碳电池,此种电池效率更高、循环寿命更长,可用于V2G技术等先进的储能系统,以平衡电力需求。”

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