近幾年來(lái)，太陽(yáng)能的回收成本大幅下降，使得傳統(tǒng)能源的成本也大幅下降。然而，能源儲(chǔ)存仍面臨挑戰(zhàn)——只有能夠儲(chǔ)存間歇性和季節(jié)性變化的太陽(yáng)能供應(yīng)，才能在經(jīng)濟(jì)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。
近日，康奈爾大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，就宣布其已經(jīng)找到了一種更具成本效益的新型材料。研究人員通過(guò)低成本的鋁材來(lái)制造 3D 陽(yáng)極，從而為具有長(zhǎng)循環(huán)壽命的環(huán)保電池奠定了良好的基礎(chǔ)。
具體來(lái)說(shuō)，該小組此前已經(jīng)證實(shí)了鋅陽(yáng)極電池的潛力。此次研究中，他們采用了一種不同的方法來(lái)結(jié)合鋁，從而生產(chǎn)出可提供多達(dá)10000次無(wú)錯(cuò)誤循環(huán)的可充電電池。
鋁的優(yōu)點(diǎn)之一就是它在地殼中含量豐富，是三價(jià)的，重量輕，因此它比許多其他金屬具有更高的能量?jī)?chǔ)存能力。然而，鋁很難整合到電池的電極中，它與玻璃纖維分離器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，玻璃纖維分離器將陽(yáng)極和陰極分開(kāi)，導(dǎo)致電池短路和故障。
對(duì)于此，研究人員的解決方案是設(shè)計(jì)一種由碳纖維交織而成的基底，這種基底能與鋁形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵。當(dāng)電池充電時(shí)，鋁通過(guò)共價(jià)鍵沉積到碳結(jié)構(gòu)中，即鋁和碳原子之間共享電子對(duì)。雖然傳統(tǒng)的可充電電池中的電極只有二維，但這項(xiàng)技術(shù)使用了三維或非平面結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)建了一個(gè)更深層、更一致的鋁層，可以被很好地控制。
這項(xiàng)對(duì)環(huán)境友好的技術(shù)，有望造福可再生能源的儲(chǔ)存。且在成本方面，基于鋁和碳的兩極材料也相當(dāng)?shù)土Ｓ嘘P(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。
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