俄勒冈州立大学开发新型可充电电池 不依赖稀有矿物
2022-11-17 13:25:25盖世汽车阅读量:231 我要评论
导读:由俄勒冈州立大学(Oregon State University)负责的研究团队计划开发一种可充电电池,以减少开采稀有矿物(如镍和锂)造成的环境影响,加速向清洁能源转型。
【百分零部件网 技术前沿】据外媒报道,由俄勒冈州立大学(Oregon State University)负责的研究团队计划开发一种可充电电池,以减少开采稀有矿物(如镍和锂)造成的环境影响,加速向清洁能源转型。
美国能源部已为俄勒冈州立大学拨款300万美元,用于开发该项技术。
现在,全球逐渐从使用化石燃料向清洁能源过渡。为了存储可再生能源和为电动汽车提供动力,对电池的需求不断增长,电池材料的价格和需求也随之猛增。开采锂等电池材料容易污染环境,引发人们的担忧。
根据国际能源署(International Energy Agency)的数据,到2025年,全球可能面临锂短缺。而且,锂的价格飙升,在2021年已翻了两倍。就锂离子电池中使用的矿物镍而言,相关需求和价格也在上涨。
除了俄勒冈州立大学,该团队的其他研究人员来自霍华德大学(Howard University)、马里兰大学(University of Maryland)和范德堡大学(Vanderbilt University)。该团队负责人、俄勒冈州立大学的化学教授Xiulei “David” Ji表示,迅速实现清洁能源目标,需要放弃使用相对稀有的矿物。使用这些矿物具有不可持续性,而且成本高。
该团队计划探讨阴离子电池。这种电池具有必要的组件,不需要像锂电池那样使用有限的矿物,而且可能提供更高的容量。另外,使用碳或铜等金属作为电极,具有成本效益。Ji表示:“能可逆储存阴离子的物质,比储存阳离子的物质要少。新电池化学的优势在于不必依赖稀有元素,具有颠覆性意义。”
这项研究的目标是,揭示这些电池背后的运行机制,了解限制阴离子电池反应的因素。另外,获得关于电池成分和状态的基础知识,使阴离子电池能够实现高能量密度和稳定的循环寿命。研究人员主要希望,确定预测电化学行为和阴离子存储电极系统性能的关键信息块(critical descriptor)。通过这些预测工具,加速研究高能阴离子电池,以补充现有的电池技术。
据介绍,这些阴离子电池将主要应用于电动汽车,但不排除大型公用事业公司的使用可能性,比如波特兰通用电气公司(Portland General Electric)的太阳能、风能和电池设施。另外,这些电池可能很快实现商业化,并可投入家庭使用。
非盈利环境组织Climate Solutions的执行董事Meredith Connolly表示:“电池技术的魔力之一是,可以在有风时储存风能,在有太阳时储存太阳能。然后,在无风或太阳下山时,利用这些可再生能源。”随着电动汽车的产量不断增长,需要以可持续的方式开采电池材料和回收电池,以重复使用原材料。
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