德克萨斯大学达拉斯分校的一位研究人员发现了一个可以打开手机和汽车电池的大门,这个电池的使用时间比目前的电池长五倍。
Erik Jonsson工程与计算机科学学院材料科学与工程教授Kyeongjae Cho博士发现了用于锂空气电池的新催化剂材料,这些材料正在迅速扩大电池容量。该研究发表在Nature Energy上。
“锂空气电池具有巨大的前景。然而,尽管世界各地的团体正在进行积极的研究,但这些承诺并未在现实生活中实现,”Cho说。“所以这是非常令人兴奋的进展。(UT达拉斯研究生)郑永平和我们的合作团队已经证明这个问题可以解决。希望这一发现能够振兴这一领域的研究,为进一步发展创造动力。”
锂空气(或锂 - 氧)电池从空气中“吸入”氧气,为释放电能的化学反应提供动力,而不是像锂离子电池那样在内部储存氧化剂。因此,锂空气电池具有与汽油相当的能量密度 - 理论能量密度是目前锂离子电池的10倍,因此具有巨大的可再生能源储存潜力,特别是在移动应用中设备和电动汽车。
例如,目前市场上的那些成本和重量的五分之一,锂空气电池将允许电动汽车一次充电行驶400英里而移动电话持续一周而不充电。
尽管大公司和大学做出了努力,Cho表示,到目前为止,增加锂空气电池容量的实际尝试并没有产生很好的效果。到目前为止,这些尝试导致效率低,速率性能差,不稳定和不需要的化学反应。
Cho和Zheng引入了一项新研究,专注于电池内部的电解质催化剂,当与氧气结合时,会产生化学反应,从而产生电池容量。他们说,与常规固体催化剂相比,可溶型催化剂具有显着的优点,通常表现出更高的效率。特别是,他们发现只有某些有机材料可用作可溶性催化剂。
基于这一背景,Cho和Zheng与首尔国立大学的研究人员合作,为锂 - 空气电池创造了一种新的催化剂,称为二甲基吩嗪,具有更高的稳定性和更高的电压效率。
“催化剂应该使锂 - 空气电池成为更实用的储能解决方案,”郑说。
Cho表示,他的催化剂研究应该为技术的进一步发展打开大门。但他表示,在研究转化为可用于消费设备和电动汽车的新电池之前,可能需要5到10年的时间。
Cho说,他一直在为汽车制造商和电信公司提供研究更新,并表示对他的研究感兴趣。
“汽车和移动设备电池正面临着严峻的挑战,因为它们需要更高的容量,”他说。
“这是重要的一步,”赵说。“希望它能够重振锂空气电池研究的兴趣,创造出能够实现这一目标的动力,而不仅仅是一项学术研究。”