锂-二氧化碳电池是极具吸引力的储能系统,因为它们的比能量密度是常用锂离子电池的7倍多。然而,直到现在,科学家们还没能开发出完全可充电的原型,尽管它们有储存更多能量的潜力。
伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员首次证明,锂-二氧化碳电池可以设计成完全可充电的方式,他们已经成功地测试了锂-二氧化碳电池的原型,该电池可以连续充电/充电500次。
他们的研究结果发表在杂志上先进材料。
UIC工程学院机械与工业工程副教授Amin Salehi-Khojin说:“长期以来,锂-二氧化碳电池一直很有吸引力,但在实践中,直到现在我们还无法获得真正高效的电池。”
传统上,当锂-二氧化碳电池放电时,会产生碳酸锂和碳。碳酸锂在充电阶段循环,但碳只是在催化剂上积累,最终导致电池失效。
该论文的第一作者、UIC工程学院的研究生Alireza Ahmadiparidari说:“碳的积累不仅阻断了催化剂的活性位点,阻止了二氧化碳的扩散,而且还引发了电解质在带电状态下的分解。”
Salehi-Khojin和他的同事在他们的实验二氧化碳电池中使用了新材料,以鼓励碳酸锂和碳的彻底回收。他们使用二硫化钼作为阴极催化剂,结合混合电解质,帮助碳在循环过程中结合。
具体来说,它们的材料组合产生单一的多组分复合产品,而不是单独的产品,使回收更有效。
Salehi-Khojin说:“我们独特的材料组合有助于制造出第一个碳中性锂二氧化碳电池,其效率更高,循环寿命更长,这将使其能够用于先进的储能系统。”
由Argonne国家实验室的Larry Curtiss博士的团队进行的理论计算被用来推断电池可逆操作的机制。
故事来源:
材料所提供的伊利诺伊大学芝加哥分校。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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