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空气钠电池变得耐用高效

只有在正常环境空气中才能达到最佳性能。(图片:《自然-通讯)
只有在正常环境空气中才能达到最佳性能。(图片:《自然-通讯)
金属空气电池需要非常复杂的结构。而具有高功率密度和效率的新型电池则不同,它的功能得益于一种新型材料。
E-Mobility Science

电极基本上就是周围的空气,它使充电电池的制造变得极为简单。然而,湿度和氧气等物质会侵蚀金属阳极,导致性能迅速下降。因此,必须使用精心设计的空气过滤器来防止这种

韩国浦项大学展示的电池则完全不同。在这里,研究人员能够证明,与氧气、二氧化碳和水的化学反应实际上提高了电池的性能,这主要归功于覆盖在阳极上的所谓钠(Na)超级离子导体(NASICON)。

它形成了一种由钠、硅和锆等组成的固体电解质。它还含有镍,这对于与碳酸的反应非常重要。碳酸由水和二氧化碳生成。这两种物质都存在于空气中,可确保形成一个额外的多孔层,钠离子也积聚在该多孔层中,并增加离子的导电性。

因此,这里介绍的电池可达到近 3 伏的实际电压,并且只需再增加一伏即可充电。这对于实现高效率尤为重要。如果充电和放电时的电压相差太远,充电所需的电流就会大大超过放电后的电流。

不过,要将这一方法用于实践,还有很长的路要走。在已发表的研究中,已实现了 100 次充电,剩余电量为 86%。在实际应用中,当然希望能提高十倍。

这种前景广阔的电池有一个特点会让温带气候地区的居民特别高兴。那里的湿度通常为 70%,这确保了金属空气电池的最大性能。这样,电动汽车就能多行驶几英里。

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Mario Petzold, 2024-06- 6 (Update: 2024-06- 6)