可充电钙成为可能,钙电池或将取代锂离子电池?

发布者:深铭易购     发布时间:2019-11-12    浏览量:3711

非网11月12日电,据国外媒体报道,钙基电池有望以较低的制造成本实现更高的能量密度,最终这种基于实验室的技术可以在未来的储能系统中取代锂离子技术。然而,利用现有的电解质,不可能在室温下对电池充电。但是,德国卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)的研究人员开发了一种非常有前途的电解质,这种电解质使可再充电钙电池成为可能。


高效的、大型、低成本储能系统使社会能够加速向零排放旅行和电源的过渡。但是,乌尔姆和卡尔斯鲁厄电化学储能中心的KIT教授兼CELEST研究平台主任马克西米利安·费希特纳(Maximilian Fichtner)表示,主导的锂离子技术无法在全球范围内做到这一点。


因此,科学家开始研究钙电池和其他储能技术。 “从中期来看,锂离子电池将在性能和某些生产资源方面达到极限,从而无法将其用于未来的过渡能源。生产锂离子电池(如钴、镍和锂)的资源包括也有限。” KIT与乌尔姆大学建立了乌尔姆亥姆霍兹研究所(HIU),费希特纳(Fichtner)与研究小组合作开发了替代电池技术。此类技术基于大量资源,钙是非常有前途的资源,因为与锂相比,每个钙原子可以释放和吸收两个电子,并提供与锂相似的电压。钙是地球上第五大最丰富的元素,并且在地球上分布均匀。安全、无毒且便宜。”


但是,到目前为止,钙电池的发展仍然面临很大的障碍。与成熟的锂离子技术或最近的钠或镁电池技术相比,仍缺乏可制成可充电钙电池的电解质。该研究的第一作者李振友博士说:“在过去的几年中,已经开发了实验性电解质和钙电池。但是这些电解质只能在75摄氏度以上的温度下充电。此外,它们很容易产生不良副作用。”


现在,研究人员已经成功地合成了一种新型的基于特殊有机钙盐的电解质,该电解质可以在室温下充电。研究人员使用这种新的电解质展示了一种钙电池,该电池具有高能量密度、和高能量存储能力,可以快速充电。尽管已经取得了一些成果,但科学家指出“新的电解质只是重要的第一步”,但是“将钙电池推向市场还有很长的路要走。”


锂电池的需求预计将成倍增长,但是锂电池生产所需的几种材料的可用性是一个问题,因此替代能源存储技术正成为一个热门研究领域。


电解质的最新发现导致钙替代品中锂电池的排名有所提高,包括超级电容器、钠和金属锂。有人认为,潜力巨大的、高性能和高可用性使钙电池成为强有力的候选者,而钙是地壳中第五大最丰富的元素,具有安全的、无毒、经济性的优点。它还每个原子吸收两个电子,并提供类似于锂的电压。


新的电解质是将实验钙电池转化为实用钙电池的重要基础。在电动汽车、移动电子设备和固定式能量存储系统中,此类钙电池有一天可能会取代目前占主导地位的锂离子电池。




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