突破性鋰空氣電池有望革新儲能

「在更小的空間內儲存更多能量的競賽剛剛迎來一個充滿希望的轉折點。」 這句話概括了圍繞美國伊利諾伊理工學院和阿貢國家實驗室一項新發現的興奮之情。 研究人員開發出一種可充電的鋰空氣電池，其性能可能超過目前的鋰離子電池四倍。 秘密在於四電子化學反應，這一壯舉此前一直難以實現。 這種創新的電池設計利用由奈米顆粒組成的固體電解質，其中鋰位於陶瓷和聚合物基質內。 這項突破的意義是巨大的。 新的電池設計可以實現每公斤1200瓦時的能量密度，大約是現有電池的四倍。 這一進步使能量密度更接近於汽油等化石燃料，但沒有相關的缺點。 此外，轉向固體電解質通過消除易燃液體來提高安全性，從而顯著降低火災或洩漏的風險。 這種電池不僅承諾增加功率，而且還具有耐用性，至少具有1000次充電循環的壽命。 這一進步的關鍵在於固體電解質與獨特的催化劑磷化三鉬的結合，磷化三鉬有助於在運行期間氧化鋰的形成和分解。 利用冷凍電子顯微鏡等先進技術，科學家們已經觀察到這一過程的實際運作，證實該過程穩定且可控地發生。 這項發表在《科學》雜誌上並由美國能源部和其他科學機構資助的研究，為新一代更清潔、更安全、更強大的電池奠定了基礎。 這一發現為徹底重新設計儲能化學開闢了道路，電池可以呼吸空氣，並改變我們消耗能源的方式。