大家都知道,電池內(nèi)部是有一種電解質(zhì)溶液的,它在陰極和陽(yáng)極兩個(gè)電極之間攜帶搬運(yùn)電荷。但是,這種溶液中含有易燃的溶劑,有起火的危險(xiǎn),并且也有毒,當(dāng)電池耗盡或丟棄時(shí),又有可能造成環(huán)境破壞。
▲鋅錳合金陽(yáng)極的制備與表征
一種更安全、更環(huán)保的替代方法是使用海水作為電解質(zhì)溶液,而這項(xiàng)技術(shù)近年來(lái)取得了一些令人興奮的進(jìn)展。例如,美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(US Army Research Laboratory)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直在研究以鹽水為電解質(zhì)的電池,并逐漸將其電壓提高到可以為家用電器供電的水平。
同時(shí),UCF團(tuán)隊(duì)也一直在追求一個(gè)類似的目標(biāo),即所謂的水基鋅電池。然而,這些設(shè)備遇到麻煩的地方是電池陽(yáng)極上的鋅在運(yùn)行過(guò)程中增長(zhǎng),這對(duì)電池的耐久性和整體壽命產(chǎn)生了負(fù)面影響。
▲鋅錳合金在水溶液中的電化學(xué)性能和鍍鋅/脫鋅行為。
通過(guò)使用涂有鋅錳納米合金的陽(yáng)極,科學(xué)家們相信他們已經(jīng)找到了解決這個(gè)問(wèn)題的方法。在大電流下,這種設(shè)計(jì)在1000小時(shí)的充放電循環(huán)中被證明是穩(wěn)定的,沒(méi)有顯示出任何退化的跡象。
主持研究的科學(xué)家表示:“我們開(kāi)發(fā)了一種耐用、堅(jiān)固的3D電極,可用于極端條件下的海水電池。我們多年來(lái)一直致力于水性電池和海水資源的利用,所以我們?cè)谶@一領(lǐng)域擁有專業(yè)知識(shí),也知道它應(yīng)該如何發(fā)展。”
科學(xué)家們意識(shí)到這種電池設(shè)計(jì)為水下航行器提供動(dòng)力的巨大潛力,他們也相信,隨著進(jìn)一步的發(fā)展,鋅錳合金也可以用于非水基電池。
原標(biāo)題:綠色的鹽水電池依靠一種新的陽(yáng)極就可以走完全程