一組來自阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)的研究人員開發(fā)了一種無陽極鋅基電池的原型，采用低成本、天然豐富的鋅作為原材料。

風(fēng)能和太陽能等可再生能源有助于減少世界對化石燃料的依賴。但首先，電力公司需要一種安全、劃算的方式來儲存能源，以備日后使用。大量的鋰離子電池的確可以完成這項工作，但它們存在安全問題，而且原材料有限。

針對這一問題，一組來自阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)的研究人員開發(fā)了一種無陽極鋅基電池的原型，采用低成本、天然豐富的鋅作為原材料。這項研究成果已于本月20日刊登在了美國化學(xué)學(xué)會出版的同行評審式科學(xué)月刊納米通訊(Nano Letters)上。

由于其安全性和高能量密度，水性鋅基電池曾被用于電網(wǎng)儲能。此外，用于制造它們的材料也是十分豐富的。然而，目前開發(fā)的可充電鋅電池需要厚鋅金屬陽極，其中含有大量過量的鋅，從而增加了成本。此外，陽極很容易形成枝晶(在充電過程中沉積在陽極上的鋅金屬晶體)，這可能會導(dǎo)致電池短路。

在此次研究過程中，科學(xué)家們對“是否真的需要鋅陽極”產(chǎn)生了質(zhì)疑。他們從之前對“無陽極”鋰和鈉金屬電池的探索中汲取靈感，并決定制造一種電池，在這種電池中，富鋅陰極是銅集流器上鍍鋅的唯一來源。

具體而言，研究人員使用了預(yù)先嵌入鋅離子的二氧化錳陰極，三氟甲烷磺酸鋅水溶液和銅箔集電器。充電時，金屬鋅被鍍在銅箔上，放電時金屬被剝離，釋放出為電池供電的電子。為了防止枝晶的形成，研究人員在銅集流器上涂了一層碳納米盤。該層促進了均勻鍍鋅，從而防止了枝晶形成，提高了鍍鋅和剝離效率。

據(jù)稱，該電池具有效率高、能量密度高、穩(wěn)定性好等特點，且經(jīng)過80次充放電循環(huán)后存儲容量仍能保持62.8%。研究人員說，“無陽極電池的設(shè)計為在能量存儲系統(tǒng)中使用水性鋅基電池開辟了新的方向?！?/p>