由墨尔本皇家理工大学领导的研究人员和行业合作者团队开发了可回收的“水电池”，以潜在地缓解大规模电网能源的安全问题。水电池有望5年内取代锂离子电池，皇家墨尔本理工大学理学院首席研究员马天一教授表示，他们的电池处于水储能设备新兴领域的前沿，取得的突破显着提高了该技术的性能和使用寿命。

该团队使用水代替有机电解质——这使得电流能够在正极和负极端子之间流动——这意味着他们的电池与锂离子电池不同，是不可燃的。

马表示，这些电池非常适合大规模应用，使其成为电网存储和可再生能源整合的理想选择，尤其是在安全考虑方面。

该团队表示：“随着我们技术的进步，其他类型的小型储能应用，例如为人们的家庭和娱乐设备供电，可能会成为现实。”

水电池的制造过程表明，鉴于镁和锌等材料在自然界中储量丰富，大规模生产是可行的。

水和电子产品通常不会混合，但事实证明，一些水可以使电池受益。

通过用水替代商用电池中使用的危险化学电解质，科学家们开发出了一种可回收的“水电池”，并解决了新兴技术的关键问题，这可能是一种更安全、更环保的替代方案。

“水电池”的正式名称是水金属离子电池。 这些设备使用镁或锌等金属，与目前其他类型电池中使用的材料相比，这些金属的组装成本更低，毒性也更小。

电池通过产生从电池正极（阴极）移动到负极（阳极）的电子流来存储能量。 当电子以相反方向流动时，它们会消耗能量。 电池中的液体用于在两端之间来回传输电子。

在水电池中，电解液是添加了一些盐的水，而不是硫酸或锂盐等。

至关重要的是，这一最新进展背后的团队想出了一种方法来防止这些水电池短路。 当电池内部的金属阳极上形成称为枝晶的微小尖刺金属生长物并刺破电池室时，就会发生这种情况。

皇家墨尔本理工大学化学科学家马天一表示，尽管这项新技术不太可能很快取代锂离子电池，但随着进一步的研究和开发，水电池可以在几年内提供锂离子电池的安全替代品。

从笔记本电脑、手机到电动自行车和汽车，锂离子电池无处不在，在极端情况下可能会过热并着火。 这是因为锂是一种非常活跃的金属，它浸没在有机电解质中。

由于这些安全问题，研究人员长期以来一直在尝试设计使用不同材料但具有相同性能和相似寿命的电池。

使用水性金属离子电池的一个主要障碍是枝晶的生长。 为了抑制这种情况，研究人员在电池的锌阳极上涂上了金属铋，金属铋会氧化形成铁锈。 这会形成一个保护层，阻止树突形成。

研究人员的实验表明，该功能还有助于原型水电池的使用寿命更长，在 500 次循环后仍能保留 85% 以上的容量。

该团队正在努力提高水电池的能量密度，使其与袖珍设备中的紧凑型锂离子电池相媲美。

镁是他们的首选材料，比锌轻，但势能密度更大。 马说，如果镁离子电池能够商业化，该技术可以在几年内取代笨重的铅酸电池。

铅酸电池能量密度低，用于启动汽油或柴油汽车发动机以及大规模电网储能。 然而，由于它们含有铅和有害酸，因此无法处置，必须在专业设施中回收。

随着世界能源系统电气化以逐步淘汰化石燃料和应对气候变化，预计对电池及其制造金属的需求将会增加，回收或再利用锂离子电池也是重中之重。

马表示：“利用当前的储能技术，解决全球消费者、行业和政府面临的报废处理挑战，我们的电池可以安全拆卸，材料可以重复使用或回收。”

在实际应用方面，研究人员将他们的电池设计连接到太阳能电池板和45瓦太阳能灯上，电池在一天充电后可以保持照明12小时。 这是“水电池”用于可再生能源存储潜力的小规模示范，这应该会鼓励更多的研究。

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