由皇家墨尔本理工大学领导的一个由研究人员和行业合作者组成的全球团队发明了不会着火或爆炸的可回收“水电池”。
锂离子储能因其技术成熟而在市场上占据主导地位，但由于内部挥发性材料的安全问题，其对大规模电网储能的适用性受到限制。
首席研究员、杰出教授马天一表示，他们的电池处于水储能设备新兴领域的前沿，取得的突破显着提高了该技术的性能和使用寿命。
“我们设计和制造的产品被称为水性金属离子电池，或者我们可以称之为水电池，”皇家墨尔本理工大学理学院的马说。
该团队使用水代替有机电解质，这使得电流能够在正极和负极端子之间流动，这意味着他们的电池不会起火或爆炸，这与锂离子电池不同。
马云表示：“利用当前的储能技术，解决全球消费者、行业和政府面临的报废处理挑战，我们的电池可以安全拆卸，材料可以重复使用或回收。”
他说，水电池制造工艺的简单性有助于实现大规模生产。
“我们使用的镁和锌等材料在自然界中含量丰富，与其他类型电池中使用的替代品相比，价格便宜且毒性较小，这有助于降低制造成本并减少对人类健康和环境的风险。”
能量存储和生命周期潜力有多大?
该团队已经制作了一系列小型试验电池，用于众多同行评审的研究，以应对各种技术挑战，包括提高储能容量和使用寿命。
在他们发表在《先进材料》上的最新研究中，他们克服了一项重大挑战——破坏性枝晶的生长，这是一种尖状金属结构，可能导致短路和其他严重故障。
研究小组在受影响的电池部件上涂上了一种叫做铋的金属及其氧化物(也称为铁锈)，作为防止枝晶形成的保护层。
结果?
“我们的电池现在的使用寿命明显更长——与市场上的商用锂离子电池相当——使其成为现实应用中高速和密集使用的理想选择。
“凭借令人印象深刻的容量和更长的使用寿命，我们不仅拥有先进的电池技术，而且还成功地将我们的设计与太阳能电池板集成，展示了高效、稳定的可再生能源存储。”
该团队的水电池正在缩小与锂离子技术在能量密度方面的差距，目标是每单位功率使用尽可能小的空间。
“我们最近制造了一种镁离子水电池，其能量密度为每公斤 75 瓦时 (Wh kg-1)，高达最新特斯拉汽车电池的 30%。”
这项研究发表在《小型结构》上。
“下一步是通过开发新型纳米材料作为电极材料来提高水电池的能量密度。”
马云表示，镁很可能成为未来水电池的首选材料。
“镁离子水电池有可能在短期内(例如一到三年)取代铅酸电池，并在长期内(从现在起的 5 到 10 年)取代潜在的锂离子电池。”
“镁比锌和镍等替代金属更轻，具有更大的潜在能量密度，将使电池具有更快的充电时间和更好的能力来支持高耗电的设备和应用。”
潜在应用
马云表示，该团队的电池非常适合大规模应用，使其成为电网存储和可再生能源整合的理想选择，尤其是在安全考虑方面。
“随着我们技术的进步，其他类型的小型储能应用，例如为人们的家庭和娱乐设备供电，可能会成为现实。”
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