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美国俄勒冈州立大学开发新型水合氢离子电池用于可持续能源存储

2017-02-23 204浏览 标签: 美国水合氢离子电池

2017220日,美国俄勒冈州立大学的研究团队开发的一种新型电池,显示出可持续、高容量的希望。

这种新型电池是世界上第一个只使用水合氢离子作为电荷载体的电池技术。新型电池为研究人员提供了额外的选择,特别是在固定存储领域。

 


固定存储是指在备用或紧急情况下使用的,在永久位置上存储电网电力的电池,包括从替代能源,例如风力涡轮机或太阳能电池中产生的电力。

水合氢离子,也称为H3O+ ,是指当质子加入到水分子中时产生的带正电的离子。俄勒冈州立大学科学院的研究人员已经证明,水合氢离子可以可逆地存储在由苝四羧酸二酐PTCDA组成的电极材料中。

这种材料是一种有机结晶分子固体。在俄勒冈州的化学系开发的这种电池使用稀硫酸作为电解质。

俄勒冈州立大学化学系助理教授Xiulei Ji表示:这可能为更具可持续性的电池提供一个范式转换的机会,其不使用锂、钠或钾来携带电荷,仅仅使用酸作为电解质。而酸的来源丰富,因此这是一项高度可再生和可持续发展的技术。

研究观察到在插入过程中PTCDA晶格结构会有较大的膨胀,这是在其结构层间接收离子的过程。这意味着电极被充电,并且PTCDA结构因水合氢离子膨胀,而不是已经在一些电池中使用的极小的质子。

Xiulei Ji助理教授表示:有机固体通常不被视为结晶电极材料,但其中许多是高度结晶的,并以非常有序的结构排列。这种PTCDA材料在其分子组分之间有很多内部空间,因此这种材料可以存储大离子并具有更大的容量。

水合氢离子也以相对较低的摩擦迁移通过电极结构,并转化为较高的电力。

Xiulei Ji助理教授表示:这项技术不会给电动汽车供电,但它确实为电池研究人员提供了一个机会,去寻找新的替代储能解决方案,特别是固定电网存储的新方向。

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