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水性锌电池(AZB)已成为锂离子电池技术的替代品,目前锂离子电池技术在可再生能源和固定能源存储市场上占据主导地位。然而,由于化学腐蚀,该技术的发展面临着重大挑战,这严重限制了此类电池的充电能力。
据了解,水系锌电池具有能量密集的锌金属阳极和水盐溶液电解质。正是由于它们的不相容性,导致电池阳极发生化学腐蚀,显着降低电池的循环寿命。
不过,澳大利亚新南威尔士大学化学工程学院的一组研究人员近日表示,他们已经开发出一种解决腐蚀问题的解决方案,可以将电池的使用寿命延长5至20倍,即相当于将其使用寿命从几个月延长到三年以上。
据悉,研究人员Yuan Shang、Priyank Kumar 和Dipan Kundu 博士表示,他们花了三年时间通过在电池电解液中添加少量有机化合物来研究这种解决方案。
他们发现,在电解液中添加1%浓度的1,2-丁二醇可以解决腐蚀问题,并有效减少枝晶锌沉积,从而使电池短路。最新研究成果近日发表在期刊《先进材料》上。他们证明,即使在超出实验室规模的条件下,电池循环寿命也能提高5 至20 倍。
该团队表示,该解决方案保留了电解质的水性性质,同时也保持了AZB技术的成本和安全优势,其结果与锂离子电池竞争对手的结果接近。
Kundu表示,AZB技术可以为采矿、建筑和电信等行业提供“经济且可靠的存储选择”。新南威尔士大学估计,一项完全开发的技术的成本约为当前锂离子系统价格的1/3 至1/4。
他们表示:“AZB 技术可以作为各种规模的储能系统实施,从小型住宅/商业和中型社区存储单元到大型电网规模的装置。”
研究团队表示,他们将继续致力于开发该技术,着眼于开发电池原型,并正在寻求资金来开发以商业为重点的衍生产品。 (黄俊植)