近日，四級(jí)颶風(fēng)“哈維”橫掃美國(guó)得州南部沿岸，導(dǎo)致30萬戶停電。不過，美國(guó)休斯頓大學(xué)電子工程系和得州超導(dǎo)中心教授姚彥新研發(fā)出的鎂電池，倒是為人們應(yīng)對(duì)災(zāi)害斷電問題帶來希望。該團(tuán)隊(duì)的新型鎂電池，使廉價(jià)安全的儲(chǔ)能技術(shù)成為可能。

 

姚彥就其最新發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的成果接受科技日?qǐng)?bào)采訪時(shí)說：“新型儲(chǔ)能技術(shù)可作為對(duì)抗颶風(fēng)時(shí)的備用能源，也可以使得電網(wǎng)更加穩(wěn)定。”當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)包括超級(jí)電容、鉛酸電池、鋰電池等，不同技術(shù)的供電功率和時(shí)長(zhǎng)也不相同。選取何種儲(chǔ)能技術(shù)需要綜合考慮地理位置、成本、安全性、循環(huán)壽命、能量密度等指標(biāo)。

 

鎂電池以鎂金屬為負(fù)極，相對(duì)于鋰離子電池而言，具有三個(gè)突出優(yōu)勢(shì)：鎂在地殼中含量豐富，約為13.9%；鎂負(fù)極的體積比容量是鋰金屬的兩倍; 在充放電過程中，鎂金屬負(fù)極不產(chǎn)生枝晶，因此安全性高。不過，鎂離子的固相擴(kuò)散十分緩慢，難以找到適合鎂離子儲(chǔ)存的正極嵌入材料。“尋找高比容量與工作電壓的正極材料成為發(fā)展鎂電池的關(guān)鍵。”姚彥說。

 

針對(duì)這一問題，他們開發(fā)出新一代的正極鎂電池材料，使得該電池可獲得高達(dá)400毫安時(shí)/克的質(zhì)量比容量，同早期鎂電池正極相比，效能提高了四倍。目前該鎂電池電壓大約1伏左右，正在研發(fā)的下一代電池電壓可以提到接近3伏。