“无阳极锌锰电池”
纳米字母
风能和太阳能等可再生能源有助于减少世界对化石燃料的依赖。但首先，电力公司需要一种安全、经济高效的方式来储存能源，以备日后使用。大型锂离子电池可以完成这项工作，但它们存在安全问题，锂供应有限。现在，研究人员在ACS的Nano Letters上报道，他们已经制作了一种无阳极锌基电池的原型，该电池使用低成本、自然丰富的材料。
水性锌基电池因其安全性和高能量密度而被用于电网规模的储能。此外，用于制造它们的材料自然丰富。然而，迄今为止开发的可充电锌电池需要厚的锌金属阳极，其中含有大量过量的锌，这会增加成本。此外，阳极容易形成树突——充电过程中沉积在阳极上的锌金属晶体突起——从而使电池短路。朱云培、崔毅和胡萨姆·阿尔沙雷夫想知道是否真的需要锌阳极。从之前对“无阳极”锂和钠金属电池的探索中得到启发，研究人员决定制造一种电池，其中富锌阴极是铜集电器上镀锌的唯一来源。
在他们的电池中，研究人员使用了预先嵌入锌离子的二氧化锰阴极、三氟甲烷磺酸锌水溶液和铜箔集电器。在充电过程中，锌金属被镀到铜箔上，在放电过程中，金属被剥离，释放出为电池供电的电子。为了防止树突的形成，研究人员在铜集电器上涂了一层碳纳米盘。该层促进了均匀镀锌，从而防止了枝晶，并提高了镀锌和剥离的效率。该电池在80次充放电循环后仍保持62.8%的存储容量，具有较高的效率、能量密度和稳定性。研究人员说，无阳极电池的设计为在储能系统中使用水性锌基电池开辟了新的方向。
作者承认来自阿卜杜拉国王理工大学的资金。
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