廉价的有机材料使电池更加耐用！
2017-06-26 15:13:33
作者：本网整理 来源：材料科技在线
休斯顿大学的研究人员发现了一种新的材料，这种材料可作为酸性和碱性电池的有效阳极，也可用于新兴的含水金属离子电池，该材料提高了电池在一定温度范围内工作的安全性、持久性。（如上图所示）
现代电池是汽车和手机进行一切功能的基础，但却远远不够完美——它们会发热，在寒冷的天气下表现不佳，生命周期相对较短。现在休斯顿大学的研究人员已经发现了一类新的材料，这解决了天然材料中的许多问题。
电气与计算机工程副教授Yan Yao率领的研究人员报告说，他们使用醌类化合物为含水可再充电电池制造稳定的阳极复合材料，醌类化合物是一种廉价的，含量丰富且易于回收的材料。
同时也是德克萨斯超导体中心化学和生物分子工程系的首席研究员Yao说：“这种新材料价廉，并且在腐蚀性环境中化学稳定。” 他还说道，该材料还可为当前电池阳极创建“插入替代”，而不会改变现有的电池生产过程。
他认为：“这可以更快地上市。”Yao和他的实验室，包括研究员该论文的第一作者Yanliang Liang，在他在2013年被授予能源部高级研究计划署——能源部（ARPA-E）RANGE计划100万美元后，开始开发新的电池技术。参与该项目的其他研究人员包括加州大学圣地亚哥分校的Ping Liu，西北大学的Antonio Faccheti，以及Yan Jing，Saman Gheytani和Kuan-Yi Lee。
能源储存是更广泛地应用电动汽车、风能和太阳能以及其他清洁能源技术的关键。电池存储系统将能够存储能量直到需要再充电才能再次充电。但是，由于缺乏符合各种要求的电池，如环保、安全、便宜和持久耐用，电池存储系统的发展受到阻碍。
研究人员写道。“具有低成本和不易燃的水性电解质的水性可再充电电池本质上是安全的，并且使用挥发性有机电解质的锂离子电池，是最近的灾难性爆炸事件的罪魁祸首。” 但是最先进的含水可再充电电池寿命短，使得它们不适合经常更换它们的实际应用。
Yao说，主要存在的问题是电池的一部分能量流过的阳极时被损耗。现有的阳极材料本身在结构和化学上是不稳定的，这意味着电池只在相对较短的时间内是有效的。
他们使用醌类化合物，一种地球丰富的有机材料，Yan说每公斤成本只有2美元，现已证明三种配方的材料都对电池有益。
Liang表示，不同的配方提供了酸性电池和碱性电池（如汽车中使用的那些）的有效阳极，以及新兴的含水金属离子电池阳极。他说，这意味着基于醌类化合物的阳极将在未来的各种技术上占主导地位。
Liang说，新材料也可以让电池工作在温度范围内高效使用，不像一般的水性电池，在寒冷的天气里是臭名昭著的。
Yao表示，消费者很快会注意到现有电池技术在这一变化中的一个主要区别。他说：“作为这些电池之一的汽车电池，其可能持续使用10年。” 除了减缓车辆和固定蓄电池的电池的劣化之外，还将使电池处理更容易，因为该材料不含重金属。
研究人员已经申请了三项技术专利，并希望找到合作伙伴将该技术商业化。
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