壽命極長材料能取自空氣,氧離子電池有望成大型儲能系統新星

作者 | 發布日期 2023 年 03 月 30 日 11:00 | 分類 能源科技 , 電力儲存 line share follow us in feedly line share
壽命極長材料能取自空氣,氧離子電池有望成大型儲能系統新星


鋰離子電池無處不在,雖說已經是重要電池龍頭,但電池技術亦不斷推陳出新。奧地利科學家現在更成功帶來不一樣的電池技術「氧離子電池」,能量密度不高,但儲電容量不會隨著時間流逝而減少,能再生、還有著極長的使用壽命。

維也納工業大學(TU Wien)團隊開發的氧離子電池不需要任何稀有元素,也由不可燃的材料製成,被認為是新興大型儲能系統的解決方案之一,可以用來儲存再生能源電力。目前已經與西班牙合作夥伴申請專利。

維也納工業大學的祕方在於「陶瓷材料」,化學技術與分析研究所 Alexander Schmid 表示,我們先前已經在燃料電池中的陶瓷材料積累大量經驗,所以我們想著或許能把陶瓷應用在製造電池中。

團隊研究的陶瓷材料可以吸收和釋放帶雙負電荷的氧離子,施加電壓時,氧離子會在兩種不同的陶瓷材料間挪移,進而產生電流。教授 Jürgen Fleig 表示,氧離子電池的原理基本上與鋰離子電池非常相似,差別在於陶瓷不易燃,因此不會像鋰離子電池一樣屢屢發生的火災事故,也不需要昂貴或只能用環境有害的方式提取的稀有元素。

目前電池的原型使用鑭,團隊指出這是一種不那麼稀有、但也不完全常見的元素,但團隊也在研究鑭的替代品,Schmid 表示,新技術的優勢也包括使用壽命長,通常電池在多次充放電循環後,就再也不能發電了,但氧離子電池可以再生,如果氧氣因為副反應而損失,也能從用空氣中的氧氣來補償。

不過新電池沒辦法應用在手機或電動車中,不僅僅是因為氧離子電池的能量密度是鋰離子電池的三分之一,電池只能在 200~400 °C 的溫度下運行,較為適合應用在長時間或電網級的電池儲能系統中,就如同團隊所說,氧離子電池的使用壽命長、不含稀有元素,也沒有火災隱患。

(首圖來源:維也納工業大學