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廉價的有機材料使電池更加耐用！

2017-06-26 15:13:33 作者：本網整理來源：材料科技在線分享至：

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休斯頓大學的研究人員發現了一種新的材料，這種材料可作為酸性和堿性電池的有效陽極，也可用于新興的含水金屬離子電池，該材料提高了電池在一定溫度范圍內工作的安全性、持久性。（如上圖所示）

現代電池是汽車和手機進行一切功能的基礎，但卻遠遠不夠完美——它們會發熱，在寒冷的天氣下表現不佳，生命周期相對較短。現在休斯頓大學的研究人員已經發現了一類新的材料，這解決了天然材料中的許多問題。

電氣與計算機工程副教授Yan Yao率領的研究人員報告說，他們使用醌類化合物為含水可再充電電池制造穩定的陽極復合材料，醌類化合物是一種廉價的，含量豐富且易于回收的材料。

同時也是德克薩斯超導體中心化學和生物分子工程系的首席研究員Yao說：“這種新材料價廉，并且在腐蝕性環境中化學穩定。” 他還說道，該材料還可為當前電池陽極創建“插入替代”，而不會改變現有的電池生產過程。

他認為：“這可以更快地上市。”Yao和他的實驗室，包括研究員該論文的第一作者Yanliang Liang，在他在2013年被授予能源部高級研究計劃署——能源部（ARPA-E）RANGE計劃100萬美元后，開始開發新的電池技術。參與該項目的其他研究人員包括加州大學圣地亞哥分校的Ping Liu，西北大學的Antonio Faccheti，以及Yan Jing，Saman Gheytani和Kuan-Yi Lee。

能源儲存是更廣泛地應用電動汽車、風能和太陽能以及其他清潔能源技術的關鍵。電池存儲系統將能夠存儲能量直到需要再充電才能再次充電。但是，由于缺乏符合各種要求的電池，如環保、安全、便宜和持久耐用，電池存儲系統的發展受到阻礙。

研究人員寫道。“具有低成本和不易燃的水性電解質的水性可再充電電池本質上是安全的，并且使用揮發性有機電解質的鋰離子電池，是最近的災難性爆炸事件的罪魁禍首。” 但是最先進的含水可再充電電池壽命短，使得它們不適合經常更換它們的實際應用。

Yao說，主要存在的問題是電池的一部分能量流過的陽極時被損耗。現有的陽極材料本身在結構和化學上是不穩定的，這意味著電池只在相對較短的時間內是有效的。

他們使用醌類化合物，一種地球豐富的有機材料，Yan說每公斤成本只有2美元，現已證明三種配方的材料都對電池有益。

Liang表示，不同的配方提供了酸性電池和堿性電池（如汽車中使用的那些）的有效陽極，以及新興的含水金屬離子電池陽極。他說，這意味著基于醌類化合物的陽極將在未來的各種技術上占主導地位。

Liang說，新材料也可以讓電池工作在溫度范圍內高效使用，不像一般的水性電池，在寒冷的天氣里是臭名昭著的。

Yao表示，消費者很快會注意到現有電池技術在這一變化中的一個主要區別。他說：“作為這些電池之一的汽車電池，其可能持續使用10年。” 除了減緩車輛和固定蓄電池的電池的劣化之外，還將使電池處理更容易，因為該材料不含重金屬。

研究人員已經申請了三項技術專利，并希望找到合作伙伴將該技術商業化。

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責任編輯：殷鵬飛

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