超锂离子电池会是能源存储的下一个突破口吗

据悉,来自澳大利亚研究人员声称,超锂离子电池可以开发出适用于高级储能的新型阴极。

如今,对清洁、廉价、能够应对现代挑战的新型能源存储解决方案的需求比以往任何时候都高。我们需要它来帮助管理可再生能源在电网中所占比例不断上升的难题,使非电网社区远离柴油和化石燃料,并将那些目前无法获得电力的社区连接起来。

悉尼科技大学(UTS)的研究人员声称,他们已经开发出一种通过将氢与纳米镁等固体材料结合来储存氢的系统。Aguey-Zinsou教授的新技术可以提供低至2美分每千瓦时的能源,并有望在几周内获得专利,

一种新型阴极的研究

虽然锂离子电池(LIB)有许多优点和应用,但也有如钠、锌、钾和铝等其他丰富的金属元素可用。

这些元素与锂具有相似的化学性质,已被广泛研究。最近使用它们的创新例子有钠离子电池(SIB)、钾离子电池(ZIB)和铝离子电池(AIB)。

然而,尽管在氧化还原电位、能量密度和电池的潜在应用方面具有前景,但由于缺乏合适的电极材料,这些LIB替代品(所谓的“超LIB”)的发展受到了阻碍。

UTS清洁能源技术中心主任王教授介绍:“超锂离子电池在高能量密度、低成本和大规模储能应用方面很有前途。然而,主要的挑战在于开发合适的电极材料。”

超锂离子电池是一个很有前途的研究领域,低成本,大规模的能量存储

表面应变工程

该团队的一项新研究描述了在2D石墨烯纳米材料中使用表面应变工程的策略,它可以产生一种新型阴极。应变工程是通过改变材料的机械或结构属性来微调材料性能的过程。

王教授:“通过二维多层vopo4 -石墨烯异质结构的表面应变工程,此项研究展示了一种新型零应变阴极,用于跨锂离子(Na+, K+, Zn2+, Al3+)的可逆插层。”

据研究人员介绍,在K+离子电池中作为阴极时,它们实现了160mahg - 1d的高比容量和～ 570whkg -1的大能量密度。他们表示,这是迄今为止最好的性能。此外,所制备的二维多层异质结构还可扩展为高性能SIB、ZIB和AIB的阴极。

解决能源储存的最大挑战

由于开发高级储能解决方案所面临的最大挑战之一是缺乏合适的阴极材料,因此该团队的研究可能被证明是一种很有前途的项目,将二维材料的应变工程用于高级储能应用。

它也可以应用于许多其他纳米材料,比如锂离子化学以外的电极材料的合理设计。