鋅離子電池做為受看好的候選儲能系統，有著鋅的地殼含量高、能採用水性電解質為優勢，但它真的能成功跨出實驗室，邁向商業話嗎？美國科學團隊認為，鋅離子電池的前景被高估了。
為了能夠妥善調度間歇性太陽能、風力發電等再生能源，科學家們正在研究各種不同類型的儲能技術，希望可以應用在電網級的儲能系統， 其中水相鋅離子電池（AZIB）是其中一個前景備受看好的下一代儲能系統，因為具有較高安全性，也對環境相當友善性，簡單製備過程及低成本。
且與商業化鋰離子電池中的鋰相比，鋅的地殼含量更高、跟水的相容性更高，因此可以直接使用具有成本效益、不易燃的水基電解質。
然而，美國能源部阿貢國家實驗室的儲能研究聯合中心的研究指出，公開文獻中的有許多說法都是錯估，鋅離子電池仍然面臨著許多挑戰。
團員滑鐵盧大學教授 Linda Nazar 表示，鋅陽極以及基於水的鋅離子電池雖然有個高安全和低成本優勢，但在充放電循環過程中，鋅往往會以隨機和尖狀晶體的形式生長。這個狀況跟鋰離子電池中的鋰晶枝一樣，因此電池充電時就容易短路。
陰極方面也有許多挑戰，根據 Nazar 的說法，水基電解質中的水分子會自行分解為氫氧根離子和質子。而質子在陰陽兩極間來回穿梭時，就會跟鋅離子競爭，嵌入（Intercalation，插層），氫氧根離子也會與鋅結合。
上述反應會產生化合物層狀鋅雙氫氧化物，Nazar 指出，這些化合物會沉澱在陰極表面並將鋅從反應中踢出，使表面絕緣。她認為，鋅電池面臨的主要問題是如何抑制水分活性，答案可能在於一種非水基、或是混合電解質，才可以隔離水或防止水解離。
團隊也有發現另一個滿明顯的缺點，就是通常有很高循環率的報告，他們的電池都有出現質子嵌入的狀況，且鋅電池的超高速循環也無助於電網儲能。因此團隊現在也正以中等速率循環，然後進行電解質工程以避免水解離。
（首圖來源：pixabay）
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