俄勒岡州立大學開發(fā)新型可充電電池不依賴稀有礦物

2022-11-17 13:25:25蓋世汽車閱讀量：458      我要評論

　　【百分零部件網技術前沿】據外媒報道，由俄勒岡州立大學(Oregon State University)負責的研究團隊計劃開發(fā)一種可充電電池，以減少開采稀有礦物(如鎳和鋰)造成的環(huán)境影響，加速向清潔能源轉型。

　　美國能源部已為俄勒岡州立大學撥款300萬美元，用于開發(fā)該項技術。

　　現(xiàn)在，全球逐漸從使用化石燃料向清潔能源過渡。為了存儲可再生能源和為電動汽車提供動力，對電池的需求不斷增長，電池材料的價格和需求也隨之猛增。開采鋰等電池材料容易污染環(huán)境，引發(fā)人們的擔憂。

　　根據國際能源署(International Energy Agency)的數據，到2025年，全球可能面臨鋰短缺。而且，鋰的價格飆升，在2021年已翻了兩倍。就鋰離子電池中使用的礦物鎳而言，相關需求和價格也在上漲。

　　除了俄勒岡州立大學，該團隊的其他研究人員來自霍華德大學(Howard University)、馬里蘭大學(University of Maryland)和范德堡大學(Vanderbilt University)。該團隊負責人、俄勒岡州立大學的化學教授Xiulei “David” Ji表示，迅速實現(xiàn)清潔能源目標，需要放棄使用相對稀有的礦物。使用這些礦物具有不可持續(xù)性，而且成本高。

　　該團隊計劃探討陰離子電池。這種電池具有必要的組件，不需要像鋰電池那樣使用有限的礦物，而且可能提供更高的容量。另外，使用碳或銅等金屬作為電極，具有成本效益。Ji表示：“能可逆儲存陰離子的物質，比儲存陽離子的物質要少。新電池化學的優(yōu)勢在于不必依賴稀有元素，具有顛覆性意義。”

　　這項研究的目標是，揭示這些電池背后的運行機制，了解限制陰離子電池反應的因素。另外，獲得關于電池成分和狀態(tài)的基礎知識，使陰離子電池能夠實現(xiàn)高能量密度和穩(wěn)定的循環(huán)壽命。研究人員主要希望，確定預測電化學行為和陰離子存儲電極系統(tǒng)性能的關鍵信息塊(critical descriptor)。通過這些預測工具，加速研究高能陰離子電池，以補充現(xiàn)有的電池技術。

　　據介紹，這些陰離子電池將主要應用于電動汽車，但不排除大型公用事業(yè)公司的使用可能性，比如波特蘭通用電氣公司(Portland General Electric)的太陽能、風能和電池設施。另外，這些電池可能很快實現(xiàn)商業(yè)化，并可投入家庭使用。

　　非盈利環(huán)境組織Climate Solutions的執(zhí)行董事Meredith Connolly表示：“電池技術的魔力之一是，可以在有風時儲存風能，在有太陽時儲存太陽能。然后，在無風或太陽下山時，利用這些可再生能源。”隨著電動汽車的產量不斷增長，需要以可持續(xù)的方式開采電池材料和回收電池，以重復使用原材料。

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