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为什么不简单地用水作为电解质

2019-03-09 09:20:35
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为了寻找未来安全,低成本的电池,最终我们不得不问自己一个问题:为什么不简单地用水作为电解质呢?水价格便宜,供应充足,不燃烧,可以传导离子。但它有一个主要缺点:它只有化学稳定性,最高可达1.23伏。换句话说,水电池提供的电压比具有3.7伏特的常规锂离子电池低三倍,这使其不适合用于电动汽车中。然而,对于固定电力存储应用而言,具有成本效益的水基电池可能非常有趣。

没有游离水的盐水溶液

来自Empa材料能量转换实验室的研究人员Ruben-SimonKühnel和David Reber现在已经发现了一种可能解决问题的方法:盐水电解质必须是液体,但必须浓缩,以免含有任何“多余”水。

对于他们的实验,两位研究人员使用了特殊的盐钠FSI(精确名称:双(氟磺酰基)亚胺钠)。这种盐在水中溶解得非常好:7克FSI钠和1克水产生透明盐水溶液(见剪辑)。由于所有水分子聚集在该液体中的水合物包络中带正电荷的钠阳离子周围,因此实际上没有未结合的水分子。

生产成本低廉

研究人员发现,这种盐溶液的电化学稳定性高达2。6伏 - 几乎是其他含水电解质的两倍。这一发现可能是廉价,安全的电池单元的关键; 因为除了其他任何东西之外,钠FSI电池可以更安全地构造,因此比熟悉的锂离子电池更容易构造。

该系统已经在实验室中经受了一系列的充电和放电循环。然而,到目前为止,研究人员已经分别测试了他们的测试电池的阳极和阴极 - 作为合作伙伴的标准电极。在下一步骤中,将两个半电池组合成单个电池。然后安排额外的充电和放电循环。

Empa针对固定电力存储系统的新型电池的研究活动已嵌入瑞士热电储存能力中心(SCCER HaE),该中心负责在国家层面协调新的热电储存概念研究,由Paul Scherrer研究所领导。 (PSI)。如果实验成功,便宜的水电池将在触摸距离内。

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