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實(shí)驗(yàn)性有機(jī)質(zhì)子電池可在幾分鐘內(nèi)充電

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:932次  |  2020年04月24日  

烏普薩拉大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種新型的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)子電池,大小與紐扣電池相當(dāng),這種電池完全由有機(jī)成分制成,比大多數(shù)環(huán)保型電池都要環(huán)保。除此之外,它還可以在幾分鐘內(nèi)完成充電,并且可以在極低的溫度下工作。


大多數(shù)電池,例如無處不在的鋰離子電池,都是由要開采和精煉金屬來進(jìn)行制造,這對環(huán)境造成了很大的危害。當(dāng)然,還存在安全處置它們的問題。因此,研究人員著手制造有機(jī)電池,該有機(jī)電池由在自然界中更容易發(fā)現(xiàn)的元素制成。在這種情況下,活性物質(zhì)是一組稱為醌的有機(jī)化合物。細(xì)菌和植物通常在光合用途和細(xì)胞呼吸等過程中使用它們。


這種電池設(shè)計(jì)當(dāng)中,電極由某些醌的固體聚合物制成。這些聚合物浸入酸性的水溶液中,作為電解質(zhì),使電子在陰極和陽極之間以quot搖椅quot的方式來回傳遞。這與鋰離子電池的基本機(jī)制相同,只是這種設(shè)計(jì)將氫離子穿梭在周圍。由于這些離子只含有質(zhì)子,因此該系統(tǒng)被稱為質(zhì)子電池。


目前這種電池原型只是一個(gè)小型紐扣電池,容量為60mAh。質(zhì)子電池具有其優(yōu)勢。除了自然因素外,它還可以快速充電,僅需100秒即可充滿電。測試表明,它可以承受500次充放電循環(huán),同時(shí)保留了大部分容量。該團(tuán)隊(duì)表示,這種電解質(zhì)溶液比其他電解質(zhì)溶液更安全,不會(huì)爆炸或起火,最后,電池可以在低至-24degC(-11degF)溫度下正常工作。


在這種電池商業(yè)化之前,還有很多進(jìn)一步工作要做但是,這種質(zhì)子電池出現(xiàn),讓科學(xué)家在制造可持續(xù)有機(jī)電池方面邁出了一大步。該研究發(fā)表在《AngewandteChemie》雜志上。


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