研究人員研發(fā)改進版熔融鹽鐵氧電池 可增加電動汽車續(xù)航里程

時間:2021-02-03 08:51來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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       據(jù)外媒報道,中國和英國研究人員以鹽為主要成分,研發(fā)出一款新型可充電電池,可加快行業(yè)向綠色交通運輸?shù)霓D(zhuǎn)變進程。
 
       許多電動汽車(EV)采用可充電鋰離子電池供電,但鋰離子電池能量和動力會隨著時間漸漸衰減。在某些情況下,鋰離子電池在工作或充電過程中還會變得過熱,從而降低電池壽命并減少續(xù)航里程。
 
       為了解決上述問題,英國諾丁漢大學(xué)與中國六家科研機構(gòu)合作,開發(fā)出一種創(chuàng)新且價格合理的儲能器,兼具固態(tài)氧化物燃料電池和金屬空氣電池的綜合性能。新電池可充分回收、環(huán)保、成本低且安全,同時還可以顯著增加電動汽車的續(xù)航。
 
       固體氧化物燃料電池是通過化學(xué)反應(yīng)將氫和氧轉(zhuǎn)化為電能。盡管其可以從燃料中高效提取能量,且經(jīng)久耐用、成本低廉、生產(chǎn)環(huán)保,但卻不能充電。金屬空氣電池是電化學(xué)電池,通過使用廉價金屬(如鐵)和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能。在充電過程中,它們僅向大氣釋放氧氣。這種高能量密集型電池不是很耐用,但卻可以充電,可以存儲和釋放與鋰離子電池一樣多的電量,且更安全便宜。
 
       在研究早期階段,研究團隊探索出一種高溫鐵空氣電池設(shè)計,使用熔融鹽作為電解質(zhì)(通過熱激活)實現(xiàn)導(dǎo)電。廉價且易燃的熔融鹽可為電池提供較大儲能和供電能力,并延長其使用壽命。但是,熔融鹽也有缺點。諾丁漢大學(xué)研究負責人George Chen教授表示:“在極端高溫下,熔融鹽會發(fā)生劇烈腐蝕、揮發(fā)、蒸發(fā)或泄漏,對電池設(shè)計的安全性和穩(wěn)定性方面帶來重大挑戰(zhàn)。因此,對電解質(zhì)特性進行微調(diào)變得十分迫切,以提高電池性能,并在未來用于電力運輸。”
 
       研究人員現(xiàn)已通過使用固態(tài)氧化物納米粉末將熔融鹽轉(zhuǎn)變?yōu)檐浌腆w鹽,成功地改進了該技術(shù)。合作項目領(lǐng)導(dǎo)人、來自中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所的Jianqiang Wang教授預(yù)測,由于這種準固態(tài)(QSS)電解質(zhì)可以抑制高溫下熔融鹽的蒸發(fā)和流動,適用于工作環(huán)境為800ºC的金屬空氣電池。
 
       項目合作者、同樣也是來自中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所的Cheng Peng博士對該實驗研究的獨特設(shè)計進行了解釋。通過納米技術(shù)實現(xiàn)準凝固過程,以構(gòu)建一個可靈活連接的固體氧化物顆粒網(wǎng)絡(luò),并使該網(wǎng)絡(luò)作為結(jié)構(gòu)屏障鎖定在熔融鹽電解質(zhì)中,同時仍然允許電解質(zhì)在極端高溫下安全導(dǎo)電。
 
       諾丁漢熔融鹽電解實驗室的負責人Chen教授表示,希望團隊研究成果有助于開發(fā)出一種更簡單、有效的方法,從而設(shè)計出低成本、高性能、高穩(wěn)定性和高安全性的熔融鹽金屬空氣電池。他還稱:“改良的熔鹽鐵氧電池在新市場應(yīng)用中具有巨大潛力,如電力運輸和可再生能源,這需要家庭和電網(wǎng)均采用創(chuàng)新存儲解決方案。原則上,該電池還能夠存儲太陽能和電能,這對于家庭和工業(yè)能源非常必要。目前在西班牙和中國,熔融鹽被大量使用以收集和存儲太陽能,然后將其轉(zhuǎn)化為電能。而熔融鹽金屬空氣電池可在一臺設(shè)備中完成這兩項工作。”
 
(責任編輯:子蕊)
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