超鋰離子電池會是能源存儲的下一個突破口嗎

近日,來自澳大利亞研究人員聲稱,超鋰離子電池可以開發出適用於高級儲能的新型陰極。

如今,對清潔、廉價、能夠應對現代挑戰的新型能源存儲解決方案的需求比以往任何時候都高。我們需要它來幫助管理可再生能源在電網中所占比例不斷上升的難題,使非電網社區遠離柴油和化石燃料,並將那些目前無法獲得電力的社區連接起來。

悉尼科技大學(UTS)的研究人員聲稱,他們已經開發出一種通過將氫與納米鎂等固體材料結合來儲存氫的系統。Aguey-Zinsou教授的新技術可以提供低至2美分每千瓦時的能源,並有望在幾周內獲得專利,

一種新型陰極的研究

雖然鋰離子電池(LIB)有許多優點和應用,但也有如鈉、鋅、鉀和鋁等其他豐富的金屬元素可用。

這些元素與鋰具有相似的化學性質,已被廣泛研究。最近使用它們的創新例子有鈉離子電池(SIB)、鉀離子電池(ZIB)和鋁離子電池(AIB)。

然而,盡管在氧化還原電位、能量密度和電池的潛在應用方面具有前景,但由於缺乏合適的電極材料,這些LIB替代品(所謂的“超LIB”)的發展受到瞭阻礙。

UTS清潔能源技術中心主任王教授介紹:“超鋰離子電池在高能量密度、低成本和大規模儲能應用方面很有前途。然而,主要的挑戰在於開發合適的電極材料。”

超鋰離子電池會是能源存儲的下一個突破口嗎

超鋰離子電池是一個很有前途的研究領域,低成本,大規模的能量存儲

表面應變工程

該團隊的一項新研究描述瞭在2D石墨烯納米材料中使用表面應變工程的策略,它可以產生一種新型陰極。應變工程是通過改變材料的機械或結構屬性來微調材料性能的過程。

王教授:“通過二維多層vopo4 -石墨烯異質結構的表面應變工程,此項研究展示瞭一種新型零應變陰極,用於跨鋰離子(Na+, K+, Zn2+, Al3+)的可逆插層。”

據研究人員介紹,在K+離子電池中作為陰極時,它們實現瞭160mahg – 1d的高比容量和~ 570whkg -1的大能量密度。他們表示,這是迄今為止最好的性能。此外,所制備的二維多層異質結構還可擴展為高性能SIB、ZIB和AIB的陰極。

解決能源儲存的最大挑戰

由於開發高級儲能解決方案所面臨的最大挑戰之一是缺乏合適的陰極材料,因此該團隊的研究可能被證明是一種很有前途的項目,將二維材料的應變工程用於高級儲能應用。

它也可以應用於許多其他納米材料,比如鋰離子化學以外的電極材料的合理設計。