主要研究的研究可能会带来更安全、成本更低的电池技术

2017年1月4日,星期三
滕晓伟,化学工程副教授

滕晓伟,化学工程副教授


 

实验室架子上的电池
研究人员开始寻找一种解决方案,可以带来一种安全性更高、成本更低的可充电储能设备. 图片由滕实验室提供.

联合国大学的研究人员开发了一种替代能源存储系统,与目前市场上的一些电池技术相比,这种系统可能会带来更低危险、更经济的电池技术. 这种更环保的设备可以提供一种危害更小的替代品,取代那些因手机着火而成为头条新闻的潜在易燃电池, 悬浮滑板和汽车.

主要研究的研究小组开始寻找一种解决方案,可以产生一种可充电的能量存储设备,这种设备将提供更高的安全性,同时可靠且成本低. 他们的研究最近发表在《永利app新版本官网地址》(具有羟基间相的二价Mn5O8用于高压水钠离子存储),他们概述了他们改造一种被称为Mn5O8的独特形式的氧化锰的方法.

“这种氧化锰矿物早在1965年就被研究过,但从那时起,很少有人在设计今天的可充电储能系统时考虑到它,” 晓伟腾化学工程副教授. “为水溶液制造电极材料的挑战, 或者水基的, 像这样的能量存储能够获得足够的电荷, 或放电, 循环和大量的存储能力. 因此,我们认为改变Mn5O8用于电池电极的制备方式可能会使其成为一个可行的选择.”

“为水溶液制造电极材料的挑战, 或者水基的, 像这样的能量存储能够获得足够的电荷, 或放电, 循环和大量的存储能力."

水电化学储能装置由于其电解质是水基的,因此近年来受到了广泛的关注, 因此, 一旦暴露在空气或湿气中就不容易燃烧. 而且更有可能引发火灾, 根据一些专家的说法,锂电池是由一种昂贵的稀有元素制成的, 按照目前的消费速度,可能会面临枯竭的危险. 长期以来,具有成本效益的能源储存一直被认为是广泛采用可再生能源实践的关键. 可充电水性电池, 特别是那些使用地球资源丰富和无毒材料的, 由于其高安全性,在许多应用中显示出巨大的前景, 成本低,环保. 然而, 传统上,它们的应用范围很窄,因为它们的容量有限,而且不总是容易充电到高电压.

邓和他的团队, 单晓强和丹尼尔·斯科特·查尔斯, 两人都是主要研究化学工程系的博士候选人, 改变了锰氧化物材料在储能装置中作为电极的使用方式. 他们用有序的羟基化间相修饰了Mn5O8电极材料. 这样做,就有可能创造出更可靠、储存更多能量的水电池.0 V, 这与大多数标准的非水设备相当), 以及提高功率性能和充电周期(85%的能源效率后25,000 charge–discharge cycles; much longer than existing non-aqueous 设备). 也, 作为一种水相储能装置, 无需在无空气和无湿度的环境下制备电极, 与非水相比较,生产成本和电池包装成本更低, 或锂, 设备.

联合国大学拥有邓的研究专利,并正在积极寻求商业化机会. 有关这些创新的许可信息,请联系 马特·西蒙 在主要研究Innovation.

这项工作得到了美国农业部的支持.S. 美国能源部(DOE)科学办公室,基础能源科学资助项目#DE-SC0010286 (X).T., X.S. 和D.S.C.). 

 

摄影师: 
丽莎纽金特 |网络 & 移动开发