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中國科大首次開發(fā)出可充電鋰金屬-氫氣電池
2025年02月10日 15:12:21
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：77
研究人員利用最輕的兩種元素鋰和氫，首次開發(fā)了一種可充電鋰金屬-氫氣電池。氫氣正極的優(yōu)異特性使該電池展現(xiàn)出極具吸引力的電化學(xué)性能。
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳維課題組首次開發(fā)出一種新型的可充電鋰金屬-氫氣電池。這一成果標(biāo)志著我國在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的一大突破，為未來可再生能源的高效利用和儲(chǔ)存提供了新的可能性。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。
氫氣作為最具前景且經(jīng)濟(jì)高效的可再生資源之一，憑借其合適的氧化還原電位、低過電位以及長期穩(wěn)定性，可在與高活性電催化劑結(jié)合時(shí)成為一種極具吸引力的電池電極材料。
近年來，陳維課題組聚焦于氫氣電池，創(chuàng)制了不同類型的氫氣電池體系，包括先進(jìn)的鎳-氫氣電池、鹵素-氫氣電池、質(zhì)子-氫氣電池以及碳-氫氣電池等，以其卓越的循環(huán)穩(wěn)定性重新受到關(guān)注，并在大規(guī)模儲(chǔ)能中展現(xiàn)出巨大潛力。這些體系的電池均將氫氣電極用作負(fù)極，并且只能在0.8至1.4V的有限工作電壓下運(yùn)行，能量密度相對較低。
研究人員認(rèn)為，氫氣的優(yōu)異氧化還原特性不僅使其可作為負(fù)極，還可作為極具潛力的正極，與低電位負(fù)極配對。基于氫氣正極的電池在與堿金屬負(fù)極結(jié)合時(shí)，可展現(xiàn)出更高的能量密度和工作電壓。其中，鋰金屬負(fù)極在高電壓和高能量密度的氫氣電池應(yīng)用中具有巨大潛力。
研究人員利用最輕的兩種元素鋰和氫，首次開發(fā)了一種可充電鋰金屬-氫氣電池。氫氣正極的優(yōu)異特性使該電池展現(xiàn)出極具吸引力的電化學(xué)性能。此外，作者進(jìn)一步構(gòu)建了一種無負(fù)極可充電鋰金屬-氫氣電池，在首次充電時(shí)，從低成本的鋰鹽中沉積鋰金屬生成負(fù)極，進(jìn)一步提升了電池的實(shí)際能量密度和經(jīng)濟(jì)適用性。該工作為基于氫氣正極設(shè)計(jì)高性能儲(chǔ)能電池提供了一種新途徑。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的可充電鋰金屬-氫氣電池是一項(xiàng)具有里程碑意義的科研成果。它不僅為未來的能源存儲(chǔ)提供新解決方案，也為推動(dòng)清潔能源的廣泛應(yīng)用和發(fā)展注入新的動(dòng)力。隨著技術(shù)不斷成熟和完善，這種新型電池將在未來的能源市場中發(fā)揮更加重要的作用。
素材來源：中國科學(xué)報(bào)
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