突破性锂空气电池有望革新储能

“在更小的空间内储存更多能量的竞赛刚刚迎来了一个充满希望的转折点。” 这句话概括了围绕美国伊利诺伊理工学院和阿贡国家实验室一项新发现的兴奋之情。 研究人员开发出一种可充电的锂空气电池，其性能可能超过目前的锂离子电池四倍。 秘密在于四电子化学反应，这一壮举此前一直难以实现。 这种创新的电池设计利用由纳米颗粒组成的固体电解质，其中锂位于陶瓷和聚合物基质内。 这项突破的意义是巨大的。 新的电池设计可以实现每公斤1200瓦时的能量密度，大约是现有电池的四倍。 这一进步使能量密度更接近于汽油等化石燃料，但没有相关的缺点。 此外，转向固体电解质通过消除易燃液体来提高安全性，从而显着降低火灾或泄漏的风险。 这种电池不仅承诺增加功率，而且还具有耐用性，至少具有1000次充电循环的寿命。 这一进步的关键在于固体电解质与独特的催化剂磷化三钼的结合，磷化三钼有助于在运行期间氧化锂的形成和分解。 利用冷冻电子显微镜等先进技术，科学家们已经观察到这一过程的实际运作，证实该过程稳定且可控地发生。 这项发表在《科学》杂志上并由美国能源部和其他科学机构资助的研究，为新一代更清洁、更安全、更强大的电池奠定了基础。 这一发现为彻底重新设计储能化学开辟了道路，电池可以呼吸空气，并改变我们消耗能源的方式。