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资讯 | 大规模储能的重要“候选者”:潜在的锂竞争对手

时间:2019-08-12

新闻邮递员我想在夏天前2天分享

澳大利亚卧龙岗大学的一组科学家表示,钾基电池技术可能是储存可再生能源的关键。锂离子电池由于其高能量密度而目前被广泛使用,但由于锂是相对稀有的元素,因此采矿成本使其昂贵。

作为替代方案,钾是地球上最丰富的元素之一,可以作为大规模储能的基础,科学进步的一篇评论文章的作者之一Zaiping Guo说。

“Potasium是可充电的,具有巨大的潜力,理论上它比锂便宜,”她说。

2017年,全球锂电池市场价值250亿美元是由于对电动汽车和电子设备等低重量储能技术的需求。

钾电池不太可能达到相同的能量密度,因为它是比锂更重的原子。然而,它可能成为与间歇性可再生能源相结合的固定大容量存储方法。

为了一个更可持续发展的社会,我们需要储能设备,“郭说。

与其他存储选项(如超级电容器或燃料电池)相比,电池是最成熟和最容易应用的。

即便如此,她估计基于钾的技术需要10到20年才能成熟到足以缩小锂缺口。

制造高效钾电池的主要障碍之一是大钾离子通过固体电极的缓慢移动。

其次,当离子在电反应期间进入电极时,它们的尺寸使电极膨胀,然后当电池完全充电并开始放电时发生逆反应时再次收缩。

开发能够经受这种反复尺寸变化的电极材料是一项挑战,但该团队指出纳米技术可以提供答案。

类似于葡萄串的纳米颗粒簇可以承受反复的尺寸变化。具有高表面积的纳米结构还可以消除钾离子穿透电极的需要:各种研究人员已经研究了具有大表面积的结构。

该结构具有诸如纳米管,纳米纤维甚至纳米糖的名称。

为了使情况复杂化,钾易受其他不太常见的反应的影响,纳米材料实际上促进了反应。然而,仔细选择电极材料可以帮助控制这些不需要的过程,例如通过向碳混合物中添加氟,氧,硼或硫原子。

不需要的反应也是电解质中的问题 - 导电溶液允许钾离子在两个电极之间流动。例如,钾可以沉积到称为树突的复杂树枝状晶体中,这会导致细胞内的短路。

郭指出,溶剂的选择和添加剂的使用可以解决这些反应?5馐且恢制胶猓蛭钣行У娜芗潦怯谢芗粒虼艘兹肌K孀偶氐绯氐纳拢馐且桓鲂枰悸堑陌踩侍狻?

作者说强大的计算机建模的出现将有助于解决这些问题。虽然存在许多障碍,但他们的结论是钾电池技术“正在成为大规模储能的重要候选者”。

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