研究人员解开“硅酸盐魔法”，制造更安全、更便宜、更高效的电池

　　世界正在迅速向可再生能源过渡，但也有缺点。太阳能在夜间下降，风力则不规则地上升和下降。需要开发新技术，以便在电网有剩余时储存能量，并在电量不足时进行部署。

　　可充电锂离子电池在日常生活中发挥着至关重要的作用，为从智能手机到电动汽车的各种设备供电。然而，它们依赖于有限的资源，如锂、镍和钴，这引起了人们对可持续性和成本的担忧。

　　WPI化学工程詹姆斯·h·曼宁（James H. Manning）教授滕晓伟（Xiaowei Teng）正在带领一个团队探索用于电网储能的新电池技术。该团队最近发表在ChemSusChem杂志上的研究结果表明，当铁与电解质添加剂硅酸盐一起处理时，可以制造出高性能的碱性电池阳极。铁是地壳中仅次于铝的第二丰富的金属，比镍和钴更可持续。仅美国每年就从废料中回收大约4000多万吨钢铁。

　　滕指出，铁已经被用作碱性电池的阳极——由托马斯·爱迪生在20世纪90年代发明的铁镍碱性电池——但是由于在充电时形成氢气和在放电时形成惰性氧化铁，它的能量效率和存储容量都很低。

　　“你不希望在给电池充电时产生氢气，”滕说。“这大大削弱了电池系统的能源效率。如果不解决这些技术挑战，铁碱性电池对与电网相结合的现代储能系统的吸引力就会降低。”

　　在《ChemSusChem》10月7日的封面故事中，该团队报告说，在电解质中添加硅酸盐可以让他们在不产生氢气的情况下给电池充电。

　　这篇论文的第一作者、WPI的博士生Sathya Jagadeesan说，硅酸盐是硅和氧的化合物，长期以来一直被用作玻璃、水泥、绝缘材料和洗涤剂中廉价而简单的助剂。研究小组发现，硅酸盐还与电池电极强烈相互作用，抑制氢气的产生。

　　Teng说，这种新工艺可以改善铁空气和铁镍电池中的碱性铁氧化还原化学反应，用于储能应用，如微电网或个人太阳能或风力发电场。

　　更多信息：Sathya Narayanan Jagadeesan等人，利用硅酸盐-氢氧化钠混合电解质解锁高容量和可逆碱性铁氧化还原，ChemSusChem（2024）。DOI: 10.1002 / cssc.202400050由伍斯特理工学院提供引文：研究人员解锁了“硅酸盐魔法”，以获得更安全、更便宜、更高效的电池（2024年10月17日）除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。