循環(huán)可充電 海水電池迎來(lái)新突破
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】海水電池泛指利用海水作為電解質(zhì)的化學(xué)電源。由于海水本身是一種天然的鹽溶液，成分滿足電池電解質(zhì)的基本需求，因此海水電池是一種理論上電池結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，且無(wú)需攜帶電解質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染的新型儲(chǔ)能技術(shù)，受到了學(xué)界的高度關(guān)注。并且在海洋探測(cè)、水下通信、島礁供電、應(yīng)急照明等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。
然而由于目前使用海水電池的主要場(chǎng)景依舊以海洋環(huán)境或需要利用海水作為電解質(zhì)的特定場(chǎng)景為主，加上海水資源本身足夠豐富，因此目前研制的海水電池主要以能夠穩(wěn)定供電的一次性電池為主。這也導(dǎo)致了目前海水電池中存在許多未被解決的技術(shù)難題，例如氯離子可逆存儲(chǔ)技術(shù)，而這些難題限制了可循環(huán)海水電池的開(kāi)發(fā)。
而就在近日，海南大學(xué)“海洋清潔能源”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)針對(duì)此實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，成功研制出了一種基于天然海水電解液的超長(zhǎng)循環(huán)壽命、可重復(fù)充電的氯離子電池，完成了對(duì)可持續(xù)水系電池的一次技術(shù)革新。
據(jù)悉，為了解決氯離子可逆存儲(chǔ)技術(shù)難題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)查閱文獻(xiàn)和高通量計(jì)算，篩選了10余種潛在的無(wú)機(jī)氯離子存儲(chǔ)材料，并嘗試合成其中7種，最終選定高導(dǎo)電性的層狀材料MXene作為電池儲(chǔ)氯電極。MXene的高導(dǎo)電性能夠幫助離子和電子快速傳輸，穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu)又能夠確保氯離子在材料層間的可逆嵌入和脫出(MXene材料具有氯表面端基，這是一種可調(diào)控的表面官能團(tuán)，可以與海水中的氯離子形成共價(jià)相互作用，這是一種弱相互作用，能夠?qū)崿F(xiàn)氯離子的可逆存儲(chǔ))，從而保證了電池的循環(huán)性能與循環(huán)壽命。
值得一提的是，再實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了氯離子對(duì)于電池殼體和集流體的腐蝕性同樣是限制海水電池性能的原因，因此針對(duì)該問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)修改了設(shè)計(jì)方案。一方面，電池的集流體選用了更耐氯離子腐蝕的碳紙和鈦箔；另一方面，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了連接工藝，并對(duì)電池的殼體進(jìn)行防腐蝕處理。這樣重新設(shè)計(jì)后的海水電池，穩(wěn)定性和整體性都有了保障。
而在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，新的電池不但再性能上表現(xiàn)突出，還能夠承受40000次循環(huán)測(cè)試，證明了其實(shí)用性。除此之外，從成本角度來(lái)說(shuō)，由于海水本身資源產(chǎn)量就足夠豐富，加上MXene電極材料中不含鋰、鈷等價(jià)格昂貴金屬元素，因此這種可循環(huán)海水電池綠色無(wú)毒的同時(shí)，生產(chǎn)成本也不高，符合可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境需求。而我們也有理由期待這項(xiàng)新成果完成落地轉(zhuǎn)化的那一天。
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時(shí)閱讀專業(yè)資訊
- 四部門(mén)：到2026年新制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)100項(xiàng)以上 2024-11-20 15:29:09
- 近日，工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合印發(fā)《國(guó)家鋰電池產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2024版）》（以下簡(jiǎn)稱《建設(shè)指南》）。
- 我國(guó)鐵路首次大規(guī)模試運(yùn)輸動(dòng)力鋰電池 2024-11-20 14:56:13
- 11月19日，三列運(yùn)載動(dòng)力鋰電池的列車(chē)分別從重慶長(zhǎng)壽渝巴專用鐵路、四川宜賓港、貴陽(yáng)國(guó)際陸港緩緩開(kāi)出，這是我國(guó)鐵路首次大規(guī)模試運(yùn)輸動(dòng)力鋰電池。
- 昆明理工大學(xué)新成果獲將為鋰電池回收帶來(lái)新突破 2024-11-11 17:13:00
- 隨著鋰電池的不斷普及，全球鋰離子電池市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)的同時(shí)，廢舊電池的處理問(wèn)題也日趨明顯，而這背后，其實(shí)潛藏的是鋰電池回收難的問(wèn)題。一方面，廢舊電池中蘊(yùn)含的有價(jià)金屬如鋰、鈷等資源，這些資源儲(chǔ)量有限，并且排放到環(huán)境中會(huì)成為污染源，因此若能得到有
- 固態(tài)電池賽道技術(shù)“比拼”進(jìn)入新熱潮，大規(guī)模商用加速 2024-11-11 14:59:05
- 當(dāng)下，企業(yè)相繼涌入固態(tài)電池賽道，但也請(qǐng)別忽視：現(xiàn)階段我們可以靠技術(shù)做到固態(tài)電池量產(chǎn)，但固態(tài)電池的制造成本很高，量產(chǎn)應(yīng)用仍然還在路上！降本，仍會(huì)是固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。
- 突發(fā)！世界上最大鋰電池回收廠發(fā)生爆炸 2024-11-11 10:47:55
- 當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月30日下午1點(diǎn)30分左右，美國(guó)密蘇里州弗雷德里克敦的全球最大鋰電池回收廠之一Critical Mineral Recovery(關(guān)鍵礦物回收廠，簡(jiǎn)稱 CMR)發(fā)生爆炸。
版權(quán)與免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
