最近，來自中國和澳大利亞的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)合作成功研發(fā)了世界上第一個(gè)安全高效無毒的水性鋁自由基電池。該電池具有低成本、高容量和豐富儲(chǔ)量等優(yōu)勢(shì)，可能為未來的新能源領(lǐng)域帶來光明的前景。

最新研究成果已于近期發(fā)表在了《美國化學(xué)雜志》上。

大多數(shù)電池都含有有害物質(zhì)，當(dāng)他們被丟棄在垃圾填埋場(chǎng)或扔到其他地方時(shí)，會(huì)污染環(huán)境。鉛、鎘和汞等物質(zhì)會(huì)毒害人和動(dòng)物，污染土壤和水，而且這些有害物質(zhì)會(huì)在環(huán)境中停留很長時(shí)間。

有鑒于此，來自南澳大利亞弗林德斯大學(xué)和中國浙江科技大學(xué)的研究小組成功開發(fā)出了一種水性鋁自由基電池。該電池使用阻燃和空氣穩(wěn)定的水基電解質(zhì)，在800次循環(huán)中提供1.25 V的穩(wěn)定電壓輸出和110 mAh/g的容量，每次循環(huán)損耗僅為0.028%。

據(jù)悉，與傳統(tǒng)電池不同，水性鋁自由基電池采用水性液體作為電解質(zhì)，而非有機(jī)液體，具備更安全、更便宜、更環(huán)保的特點(diǎn)，并能有效防止電池發(fā)生火災(zāi)或爆炸。

此外，科學(xué)家們研發(fā)了一種特殊的水性路易斯酸電解質(zhì)，使鋁離子能在正負(fù)極之間可逆地沉積和剝離，同時(shí)通過鐵離子的氧化還原反應(yīng)提高電池的能量密度。這些反應(yīng)在負(fù)極形成的鐵鋁合金上同時(shí)進(jìn)行，從而增強(qiáng)了電池的可逆性和穩(wěn)定性。

研究人員表示，包括Al3+、Zn2+或Mg2+在內(nèi)的多價(jià)金屬離子電池，利用地殼中豐富的元素，能提供比鋰離子電池（LIBs）更高的能量密度。特別是，鋁離子電池（AIBs）備受關(guān)注，因?yàn)殇X是儲(chǔ)量第三大的元素（8.1%），這使得AIB有可能成為可持續(xù)的低成本儲(chǔ)能系統(tǒng)。

未來，研究人員希望使用可生物降解材料來開發(fā)軟包電池，以使產(chǎn)品安全和可持續(xù)。