瑞士尋獲新型抗腐蝕材料，盼提升鋁電池應用與效率
2018年05月14日 11:9
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來源：
科技新報
分類： 鋁相關資訊
科學家致力于發(fā)展低成本、高效與安全電池，而身為鋰離子電池后起之秀，也有不少科學家關注并不斷研發(fā)鋁電池（aluminium batteries），其中瑞士聯(lián)邦材料科學技術實驗室（Empa）與蘇黎世聯(lián)邦理工學院（ETHZ）已找出兩種材料，可望提升鋁電池效率與增加用途廣泛性。
根據(jù)在《Advanced Materials》報告，氮化鈦（titanium nitride）與聚芘（Polypyrene）為良好替代材料，前者為導電性高與耐腐蝕性強的合成陶瓷材料，由常見的鈦和氮元素組成，且易于制造；后者則為碳氫化合物，儲存容量可與石墨相競爭，可做為電池正極材料。
由于鋁電池電解質(zhì)腐蝕性極強，甚至可腐蝕不銹鋼與金，因此科學家正在尋找替代材料或是抗腐蝕材料。而氮化鈦可是說是該研究的突破口，該材料比不銹鋼更有效阻擋腐蝕性電解質(zhì)，同時也能以薄膜生產(chǎn)，如此一來就可以覆涂在電池上的聚合箔（polymer foils），ETHZ 功能性無機材料教授 Maksym Kovalenko 認為，研究可進一步提升氮化物的多功能性。
科學家已成功在實驗室打造氮化鈦鋁電池（見首圖）。Kovalenko 指出，氮化鈦也可以用在金屬導體，甚至能將其印刷在塑料上，其潛在應用也不限于鋁電池，也可用在鈉基電池、鎂基電池或高壓鋰離子電池。
▲ 聚芘的分子結構。
第二種材料聚芘則為聚合物分子結構，當其分子鏈無序聚集時，聚芘會具有導電性。Kovalenko 表示，分子鏈之間存有許多空間，可讓電解質(zhì)中較大離子能夠滲入電極材料。團隊則認為聚芘和氮化鈦都是可撓式材料，可望用于可撓式電池，但目前該材料仍處于實驗室階段。
這兩項材料發(fā)展皆有望提升再生能源的儲能應用。當日照強烈與風大時，儲能技術可有效儲存電力，以免發(fā)生缺電或是綠能供過于求的窘境。雖然在儲能技術中，鋰離子電池效率高，也是當今最為廣泛技術，但由于鋰礦地球含量比鎂、鈉與鋁還要低，萃取也具困難性，鋰離子電池并不適合大范圍使用。
報告指出，目前迫切需要低成本和可大規(guī)模應用的固定式電力儲能設備，為此目標，現(xiàn)在已有一波新型電池研發(fā)浪潮，而這些電池大多是由地表含量高且易于制造的零件組成。
責任編輯：于璐
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