采集綠色太陽能的挑戰(zhàn)之一是如何在沒有太陽的時候儲存這些能源寇僧。雖然近年來采集太陽能的成本已經(jīng)顯著下降到千,但通過電池組和其他方法存儲這些能量的成本并沒有那么快跟隨下降耸壮。來自康奈爾大學(xué)的研究人員一直在探索低成本的材料來制造可充電電池贪磺,以使能源存儲更加實(shí)惠廷碴。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為绎签,他們的突破可以為目前主導(dǎo)電池市場的鋰離子電池提供更安全缆毁、更環(huán)保的替代品岛蚤。鋰離子電池運(yùn)用在太陽能上目前存在一些挑戰(zhàn)邑狸,它們充電速度慢,如果被刺破或損壞或者環(huán)境不太理想的情況下涤妒,活潑的鋰離子可能會起火单雾。在目前的研究中,科學(xué)家們正在使用鋁和鋅來制造一種新的電池她紫。
研究人員說乐慌,他們的電池有一個有趣的特點(diǎn),就是它只有兩種元素用于陽極和陰極泣幼。這些元素是鋁和碳飘含。這兩種元素價格低廉,而且環(huán)保几垃。電池的生命周期很長鼓笨,當(dāng)團(tuán)隊(duì)計(jì)算儲能成本時,電池的壽命越長劈狼,儲能的成本降低越明顯锰胀。
使用鋁的主要優(yōu)勢之一是猩吕,與許多其他金屬相比,鋁是一種豐富的材料涣疑,具有較高的儲能能力脸掘。面臨的挑戰(zhàn)是,鋁很難集成到電池電極中诞嗦。鋁會與物理上分割陽極和陰極的玻璃纖維分離器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)纷臊,導(dǎo)致電池短路和失效。
康奈爾大學(xué)的研究人員通過設(shè)計(jì)一種由碳纖維交織而成的基質(zhì)舶衬,與鋁形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵來解決這一問題埠通。當(dāng)電池充電時,鋁會通過共價鍵沉積到碳結(jié)構(gòu)中逛犹。該技術(shù)需要對電池進(jìn)行非平面架構(gòu)端辱,并創(chuàng)造出更深、更一致的鋁的分層虽画,并能夠進(jìn)行精細(xì)控制舞蔽。研究人員指出,在實(shí)際條件下码撰,他們的鋁陽極電池可以比其他鋁充電電池可逆性充放電次數(shù)多一個或多個數(shù)量級渗柿。