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材料科技在線:納基電池或許比鋰基電池更具優(yōu)秀的儲存能力
2017-10-13
隨著全球變暖日益加劇,人類對于能源的需求正逐漸從化石燃料轉變?yōu)榭稍偕奶柲芎惋L能,然而,工業(yè)預測卻提醒人們,當天空變暗空氣靜止的時候,人類將無比依賴能儲存并提供電力的發(fā)電場。在這種背景下,斯坦福大學的研究人員開發(fā)出了一種新型鈉基電池,它的儲存能力可以和最先進的鋰離子電池媲美,但成本卻要低得多。


這項研究的主要參與者是斯坦福大學化學工程師鮑哲南以及她的合作者,材料科學家崔屹和William Chueh,他們并不是第一批鈉離子電池的研究者。然而,他們卻相信,鈉離子電池具有更高的性價比,制造鈉離子電池所需要的成本不到制造具有相同儲存能力的鋰離子電池的百分之八十,這一發(fā)現(xiàn)已于10月9日發(fā)表于Nature Energy雜志。


鮑哲南表示:“雖然沒有任何材料在性能上可以超過鋰,但是鋰太過稀少和昂貴,因此我們需要在豐富的元素庫中尋找性價比更高的元素,其中鈉是一個不錯的選擇?!?br />

在電池的制造成本中,材料成本大約占四分之一,而鋰開采和提煉的成本大約是每噸1萬5千美元。這也是斯坦福大學研究團隊研究鈉基電池的原因,鈉每噸的成本只有150美元。


這種鈉基電極和所有的鹽類具有相同的化學結構:它們都是由一個正離子(鈉離子)和一個負離子結合而成。在食鹽中,那個負離子是氯離子,但是在該研究團隊所研發(fā)的電池中,鈉離子卻是和被稱為肌醇的化合物相結合的。不同于食鹽中的氯離子,肌醇并不是一個廣為人知的化學名詞,但它卻是一個被廣泛應用的產品,它出現(xiàn)于嬰兒的奶粉配方中,米糠中,以及碾磨玉米所產生的液體副產品中。作為降低電池材料成本的關鍵,肌醇是一種在工業(yè)中常見的成分,并且儲量豐富。
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