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环保质子电池加入锂离子替代品的行列

环保质子电池加入锂离子替代品的行列
2024-12-05 14:44:26 来源:聚焦媒体网

  新南威尔士大学悉尼分校的研究人员成功创造了一种新型有机质子电池。电池的核心依赖于一种称为四氨基-苯醌 (TABQ) 的新合成有机化合物。研究人员很兴奋,因为这种电池为当前的锂标准提供了一种可行且可持续的替代方案,并且与旧技术相比具有多项优势。

  质子电池相对于锂离子电池组的一个根本改进是它们不依赖锂。锂是一种有限的资源,在全球范围内的供应量并不均衡,这通常会导致供应问题和贸易问题。此外,锂如果处理不当是危险的,并且以难以回收而闻名。相反,质子电池使用 TABQ,这是一种四氯苯醌或 TCBQ 的分子修饰版本。TCBQ 已经为人所知并用作电极材料,但在执行电池的功能(即存储化学能并将其转化为电能)方面效率不够。幸运的是,对于研究人员来说,TCBQ 是 TABQ 的完美起点,因为它具有更适合容纳质子的结构。

  与其他电池一样,质子电池通过阳极和阴极将化学能转化为电能。对于这些质子电池,使用的阳极是 TABQ,因为它能够很好地容纳质子,而阴极是 TCBQ。在它们之间,研究人员使用水来促进质子的转移。与锂相比,水也是一个显着的好处,因为水不会轻易着火,这与锂电池中高度易燃的锂盐不同。此外,水有效地有助于两种材料之间电子的损耗和增益,也称为氧化还原反应,最终使电池工作。

  电池的初步测试很有希望。研究人员成功地对电池进行了 3500 次充电循环测试,它具有许多积极的品质。由于 TABQ 的容量和对质子的亲和力,它具有很高的容量和功率密度。质子具有快速移动的优点,这意味着更快的充电时间和用水速度,使电池比锂离子电池安全得多。虽然目前合成成本不低,但 TABQ 确保制造商可以使用丰富的有机材料制造这种电池。

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