能源儲存大突破!科學家開發出第一個高效能鋰二氧化碳電池

能源儲存大突破!科學家開發出第一個高效能鋰二氧化碳電池

鋰二氧化碳電池(lithium-carbon dioxide batteries)是很有潛力的能量存儲系統,因為它們有一個特定的能量密度,比一般的鋰離子電池高七倍以上。 不過,到目前為止,儘管它有能儲存更多能量的潛力,科學家們仍無法開發出一個可完全充電的原型。

現在,芝加哥伊利諾大學的研究員是最先展示鋰二氧化碳電池可以被設計成能完全充電的方式運作,並且他們已經成功測試了鋰二氧化碳電池原型,該原型的充放電次數可高達 500 次。

芝加哥伊利諾大學機械與工業工程學的副教授Amin Salehi-Khojin表示,「鋰二氧化碳電池很長時間以來一直很吸引人,但實際上,我們還無法獲得真正高效的電池,直到現在。」

傳統上,鋰二氧化碳電池放電時會產生碳酸鋰和碳, 碳酸鋰在充電階段會循環使用,但是碳只會積聚在催化劑上,最終導致電池失效。

該論文作者Alireza Ahmadiparidari表示,「碳的積累不僅阻擋了催化劑的活性中心,也阻止了二氧化碳的擴散,而且還引發了帶電狀態下的電解質分解。」

Salehi-Khojin和他的同事在他們的實驗性二氧化碳電池中使用了新材料,以促進碳酸鋰和碳的徹底循環,他們使用二硫化鉬作為陰極催化劑,並與混合電解質結合,以幫助碳加入循環過程中。

具體而言,它們的材料組合產生的是一個多組件的綜合產品,而不是多樣單獨的產品,因此使循環更有效率。

Salehi-Khojin表示,「我們獨特的材料組合有助於製造出效率更高、循環壽命更長的第一個碳中和鋰二氧化碳電池,這使它可以用於先進的儲能係統中。」

該研究發表在Advanced Materials上。

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