澳大利亚新南威尔士大学悉尼分校的研究人员通过开发一种利用质子取代代锂的新型电池,在储能技术方面取得了重大突破。
该团队使用一种叫做四氨基苯(TABQ)的新型有机材料创造了可充电的质子电池,这种材料促进了质子的快速移动,实现了高效的能量存储。
来自新南威尔士大学的赵传教授在一份新闻稿中说:“我们已经开发出一种新型的高容量小分子材料用于质子存储。”
这种颠覆性的电池储能速度快,循环寿命延长,即使在零下温度下也能高效运行。
研究人员表示,该种结合TCBQ阴极的全有机电池提供了超长的循环寿命,高达3500个完全充电和放的循环、高容量和在寒冷条件下的良好性能,使其成为可再生能源储存的一个极有前途的进程。
这一突破有可能彻底改变能源储存,特别是对于电网规模储能和电动汽车等应用而言。
这种基于质子技术将在未来挑战现有锂离子电池,目前锂离子电池广泛应用于各种电子和电动汽车。
这些电池通过在阳极和阴极之间传输锂离子来产生电荷的锂电池,是现在最普遍的便携式储能解决方案。
然而,它们对资源有限资源锂的依赖,引发了人们对其长期可用性和环境影响的担忧。
锂是一种有限的资源,在地球上分布不均,因此一些国家可能无法获得低成本的锂源。锂电池在快速充电应用、安全性方面也面临非常大的挑战,并且在低温下的效率较低。
质子电池提供了令人信服的替代方案。质子电池,资源丰富和环境友好。
质子还拥有所有元素中最小的离子半径和质量,使扩散更快,能量密度更高。此外,质子电池由于其不易燃的电解质,本质上更安全。
质子电池展现出卓越的性能
UNSW团队的质子电池使用TABQ材料作为阳极。与以前的有机材料相比,这种材料表现出卓越的质子储存能力和较低的氧化还原电位范围。
这些特性有助于电池的高容量和长循环寿命。在测试中,原型质子电池表现出令人印象深刻的性能。它实现了3500个循环的长循环寿命。
它还表现出很高的容量,即使在寒冷的温度下也能保持其性能。
研究团队还表示,质子电池作为一种创新和可持续的能源替代品正在受到关注,并被誉为下一代储能设备的潜在解决方案之。
这些特性使质子电池成为各种应用的有力竞争者,包括电网规模的储能。
电网规模的储能对于将可再生能源纳入电网至关重要,因为它允许储存生产高峰期产生的多余能源,并在高需求期释放。
该项技术还可以进一步完善氢工业。
虽然目前的原型展示了质子电池的潜力,但研究团队的目标是进一步完善和提高其性能。
未来的研究还将集中在开发具有更高氧化还原电位范围的新型有机材料,以增加电池的输出电压。
该团队还研究这种类型的有机分子如何用于广泛的应用,例如氢存储。高效储存质子的能力可能会彻底改变氢工业。
氢是一种清洁和可持续的能源载体,但其储存和运输一直是主要的挑战。通过开发能够有效储存质子的材料,氢可以更容易和安全地运输和利用。
有南半球麻省理工之称的新南威尔士大学的工程技术享誉全球,其太阳能电池的研发技术曾长期处于世界最顶尖水平。
新南威尔士大学有许许多多的杰出教授、研究员都是来自中国的华人科学家。一些华人科学家在某些科研究领域里起着举足轻重的作用。
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