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2023-01-31
鈉電池性能突破在即？只需從海藻中提取這一新型材料……
更新時(shí)間：2022-10-10 16:08:44作者：智慧百科
近年來，鈉離子在電池研究領(lǐng)域愈發(fā)受到關(guān)注，因?yàn)樗峁┝艘环N更可持續(xù)的替代方案，取代了那些以鋰為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)，鋰的儲(chǔ)量相對(duì)稀少且開采成本昂貴。
財(cái)聯(lián)社上海10月10日訊（編輯 黃君芝）使用鈉作為電極材料的電池，在下一代能源存儲(chǔ)解決方案上顯示出令人興奮的前景，而近期的一項(xiàng)最新研究正使它們更接近主流。英國科學(xué)家從海藻中開發(fā)出了一種新型材料，它可以提高電池的耐用性，同時(shí)還能提高容量。
近年來，鈉離子在電池研究領(lǐng)域愈發(fā)受到關(guān)注，因?yàn)樗峁┝艘环N更可持續(xù)的替代方案，取代了那些以鋰為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)，鋰的儲(chǔ)量相對(duì)稀少且開采成本昂貴。相比之下，鈉儲(chǔ)量豐富，理論容量高，研究表明，它可以在我們未來的能源存儲(chǔ)需求中發(fā)揮更強(qiáng)大的作用，并降低成本。
然而，科學(xué)家們在使用鈉基電池時(shí)不斷遇到的一個(gè)問題是，被稱為枝晶的觸手狀結(jié)構(gòu)不受控制地生長。當(dāng)電池循環(huán)時(shí)，它們就會(huì)形成，刺穿位于兩個(gè)電極之間的隔膜，導(dǎo)致設(shè)備短路。
英國布里斯托大學(xué)的研究人員對(duì)此問題提出了一種新的解決方案。據(jù)報(bào)道，通過跟帝國理工學(xué)院和倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家合作，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從褐色海藻中提取了纖維素材料，并將其用于形成一種鈉電池的新型纖維基分離材料。
據(jù)稱，這些纖維不僅可以防止枝晶的形成，而且也恰好可以提升電池的性能。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《先進(jìn)材料》雜志上。
該研究的第一作者Jing Wang說，“分離器的目的是分離電池的功能部分（正負(fù)極）并允許電荷的自由傳輸。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，海藻基材料可以使分離器非常堅(jiān)固并防止它被枝晶刺破。另外，它還可以實(shí)現(xiàn)更大的存儲(chǔ)容量和效率，并增加電池的使用壽命。這是為移動(dòng)電話等設(shè)備提供更長時(shí)間電源的關(guān)鍵?！?/p>
在他們的測試中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該電池設(shè)計(jì)可以保持前所未有的長期穩(wěn)定性，其可在1000次循環(huán)中仍保持高能量密度。該團(tuán)隊(duì)表示，這種方法還可以應(yīng)用于其他電池類型從而使其更加高效，現(xiàn)在他們則正將注意力轉(zhuǎn)向擴(kuò)大材料的生產(chǎn)規(guī)模。
研究人員表示，“我很高興看到這些納米材料能夠加強(qiáng)分離器材料，并增強(qiáng)我們向鈉基電池發(fā)展的能力。這意味著我們不必依賴鋰等稀缺材料，鋰的開采通常需要大量的自然資源，如水，才能提取出來?！?/p>