再也不需要鋰,澳洲大學發明可充電質子電池

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 12 日 8:48 | 分類 電力儲存 , 電池 follow us in feedly

澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT)的研究人員率先研發出了全球第一款可充電質子電池,並表示在 5~10 年內即可上市,將挑戰現有的鋰電池技術。



質子電池結合了氫燃料電池的優勢是一種相當環保的電池,且不需要金屬即可製造。而最新的技術甚至令此過程可逆,亦即可充電。在質子電池的充電過程中,電極中的碳與生成的質子結合通過在電源的幫助下分解水。質子再次釋放並通過可逆燃料返回,與空氣中的氧形成水來發電。且與化石燃料不同,碳在該過程中不會燃燒或造成排放。

而技術的關鍵在於,充電過程中,由可逆燃料電池中的水分解產生的質子通過質子交換膜傳導,並藉助於施加的電壓提供的電子直接與存儲材料結合,而不形成氫氣。其能量效率之所以能與鋰離子電池相媲美,就是因為避免了氫氣逸出和分裂成質子造成的損失。

首席研究員 John Andrews 教授指出,原有的氫燃料電池不僅很難回充,且仍然需要使用單價高昂的稀有金屬,然其研發的質子電池技術邁出了朝向未來環保能源關鍵的一步。他強調,質子電池主要是由碳構成,與儲氫合金和鋰等金屬相比,是更為豐富且便宜的原料,可緩解現今能源儲存技術對稀有金屬的需求。

不僅如此其性能也相當的好,據實驗結果顯示,5.5 平方公分活性內表面積即可儲存與一般市售鋰離子電池相當的能量,而且這還是未被優化的原型。John Andrews 表示,未來的工作將集中在通過如石墨烯等原子級薄層碳基材料進一步提高電池性能及能量密度,並挑戰鋰離子電池的市場地位,廣泛應用在電網及家庭儲能。

研究結果已發表在國際氫能雜誌上,而研究室目前建立的原型是僅有 1.2V 的小電池,最新版本將提供集成的可充電單元。此研究有部分是得到了澳洲國防科學技術組和美國海軍研究全球辦公室的資助。

(首圖來源:RMIT 大學

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