全新鋁空氣電池登場,有助提升電動車續航里程與安全性

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 19 日 13:24 | 分類 汽車科技 , 電動車 , 電池 follow us in feedly

南韓國立蔚山科學技術研究院(UNIST)近期成功在電動車電池有所進展,透過新型鋁空氣電池,可為車主提供輕便、高能量密度又無爆炸風險的行車體驗,駕駛也可以輕鬆更換電池組,解決電動車充電速度慢的挑戰。



電動車可說是將來的交通主力,各個廠商與科學家都絞盡腦汁想在這領域分一杯羹,其中鋰離子電池雖然是當今電池主流,不過該技術也同時具有容易起火燃燒與不耐過充過放等缺點,因此各家研究所紛紛提出解決方案或是瞄準另一種電池。

鋁空氣電池為備受關注的電池技術之一,該電池是從空氣中的氧氣與鋁的反應產生電能,這意味著它們不能以常規方式來充電,駕駛僅需更換鋁板和電解質就可再次上路,未來也不用花費長時間來等待電動車充電時間。

只不過雖然鋁空氣電池優點多多,但它也有不少缺點,像是陽極成本較高、如何消除電解質副產物(byproduct)等都是個難題。因此 UNIST 研發出銀-錳氧化物催化劑,打造全新的鋁空氣流體電池(Aluminum-air Flow Batteries),將有助於解決上述挑戰,進一步擴大鋁空氣電池的商業應用。

研究團隊為了最佳化氧還原反應,打造出銀奈米粒子晶種(seed-mediated)的銀錳奈米板結構,他們發現銀原子可以遷移到晶格中,並重新排列錳氧化物結構,進而產生大量的表面差排(dislocations)。

實驗也顯示,與傳統的鋁空氣電池相比,新型鋁空氣電池的放電容量(discharge capacity)增加 17 倍;銀-錳氧化物催化劑的性能不僅與傳統鉑催化劑相當,銀更是比鉑便宜 50 倍,有望降低催化劑的使用成本。

新型鋁空氣電池的能量密度也高於傳統汽油,UNIST 能源與化學工程學院教授 Jaephil Cho 表示,汽油能量密度每公斤為 1,700 Wh,新型鋁空氣電池則是 2,500 Wh,也就是說人們只要利用 1 公斤的鋁,就可以打造續航里程達 700 公里的電池。

論文第一作者 Jaechan Ryu 指出,新技術可避免電池副產物沉澱與貴金屬在空氣中溶解。新型催化劑也有助於提高電池壽命與能量密度,UNIST 團隊認為新電池不僅可提升電動車續航里程,還可以增加電池的安全性,顯然對於新型鋁空氣電池的成本效益比與性能相當有自信。目前研究已發表在《Nature Communications》。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;圖片來源:UNIST