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科學家研制空氣電池 儲電能力極強

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據物理學家組織網近日報道 ， 最近，美國喬治·華盛頓大學科學家展示了一種新型高能電池，稱為“熔融—空氣電池”，是目前儲電能力最高的電池之一 。這種電池與其他高能電池不同，還能再次充電 。雖然該電池目前要在高溫下操作，但研究人員正在進一步實驗改進其性能，以期這種電池在電動車、儲電電網領域更具競爭力 。相關論文發表在最近出版的《能源與環境科學》雜志上 。
“這是第一款可充電的熔融—空氣電池，利用空氣中的自由氧和多電子存儲分子存儲電能 。”該校研究人員斯圖亞特·利希特說，“目前在電動車和電網中已有實用充電熔融硫電池，但不是空氣 。硫的質量是氧的兩倍 ， 而且空氣不會增加電池重量 。”
多電子存儲分子是在一個分子中存儲多個電子 ， 這是熔融空氣電池的最大優勢之一 。這使它比單電子存儲分子的電池 ， 如鋰離子電池儲電能力更高 。目前儲電能力最高的電池——硼化礬（VB2）—空氣電池 ， 每個分子能存儲11個電子，但VB2—空氣電池及其他高能電池卻不可充電 。
利希特解釋說，熔融電解質是讓電池可充電的關鍵 。熔融電解質是高活性的，能通過一種特殊電解分裂反應來為電池“充電” 。如鐵熔融—空氣電池放電后，鐵氧混合物會生成氧化鐵 。充電則是把氧化鐵變成金屬鐵，把氧氣釋放到空氣里 。
熔融—空氣電池結合了高儲電能力和可充電性能 。用空氣中的氧作陰極材料，不用任何外來催化劑或薄膜 。不同電池需要不同的電解質，但都是熔融的，研究人員所展示的樣本是在700℃到800℃時熔融為液態 。“對電池來說高溫并不常見，但這并非障礙 。較低容量的高溫熔融電解硫電池已經用在了電動車上，至今尚未發現缺點 。”利希特說 。
他們還把鐵、碳和VB2作電解質進行比較，儲電量分別達到1萬、1.9萬和2.7萬瓦時/升 。儲電量受每種分子所存儲的電子數量的影響：鐵是3個電子 ， 碳是4個，VB2是11個 。而鋰—空氣電池只有6200瓦時/升，因為它每個分子只能存儲一個電子 。
【科學家研制空氣電池 儲電能力極強】高儲電能力和可充電性的結合，讓熔融—空氣電池在未來能源存儲應用中極具吸引力 。目前，研究人員正在改進該電池的其他性能，如研究熔點更低的熔融電解質、提高電壓和能效等 。利希特說：“熔融—空氣電極上的放電電流足以生成高電壓，如果增加循環空氣和熔融鹽之間的表面積，還能進一步提高電壓 。”