新型电池有望成为绿色能源

Jimmy Jiang 设想未来每间房屋都由电池中存储的可再生能源供电。

在他的化学实验室中，姜和他在辛辛那提大学的学生创造了一种新型电池，它可能对风能和太阳能发电场所需的大规模储能产生深远的影响。

江说，像UC这样的创新将对绿色能源产生深远的影响。电池存储可再生能源以供需要时使用，而不仅仅是在生产时使用。他说，这对于充分利用风能和太阳能至关重要。

“能源生产和能源消耗总是不匹配的，”他说。“这就是为什么拥有一种可以暂时存储能量并在需要时释放能量的设备非常重要。”

他们在《自然通讯》杂志上描述了他们的新颖设计。

传统的汽车电池含有硫酸和水的混合物。虽然它们价格便宜并且由容易获得的材料制成，但它们对于工业或大规模使用具有严重的缺点。它们的能量密度非常低，对于存储城市供电所需的兆瓦电力没有用处。

而且它们的电化学稳定性阈值较低。江说，这意味着他们可以爆炸。

“水有电压限制。一旦水系电池的电压超过 1.5 伏的稳定窗口，水就会分解或分解成氢气和氧气，这是爆炸性的，”他说。

但Jiang和他的学生开发了一种无需水的电池，可以产生近4伏的电力。他说，江的新颖设计无需隔膜，而隔膜是此类电池中最昂贵的部件之一。

“膜非常昂贵，”姜说。“我们开发了一种新型储能材料，可以以更低的成本提高性能。”

同样，膜的效率也很低，他说。

“他们无法完全区分积极和消极的一面，所以总会有交叉，”他说。

他说，该集团已提交临时专利申请。

江说：“还有很长的路要走。”

但他表示，我们将在未来 20 年内加速电池革命。

“我对此很有信心。为了突破电池性能的极限，有很多深入的研究，”他说。

他的学生同样热情。博士生兼研究合著者 Rabin Siwakoti 表示，该电池具有更高的能量密度。

“因此，即使是小电池也可以为你提供更多能量，”他说。

“我们已经成功地消除了电池中的隔膜，这是前期成本的重要组成部分。它相当于电池成本的 30%，”合著者兼博士生 Jack McGrath 说。

共同作者、加州大学客座教授苏玛利亚·辛哈 (Soumalya Sinha) 表示，各国正在竞相开发更便宜、更高效的电池。

“这种设计显着降低了材料成本，”他说。“我们正在努力以更便宜的成本实现相同的性能。”

其他贡献者包括主要作者、加州大学博士后研究员 Rajeev Gautam、博士生小王和加州大学博士研究生 Amir Lashgari。