由三角形大环形成的阴极在可充电铝电池中容纳复杂的金属阳离子

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由三角形大环形成的阴极在可充电铝电池中容纳复杂的金属阳离子

作者: admin 日期: 2018-12-11 09:27:17 人气: - 评论: 0

科学家设计了一种三角形分子,制造出第一款可与阳离子配合使用的可充电铝电池,距离便宜且功能强大的电池更近一步,可以胜过锂离子系统。1

电池 - 可以充电数千次 - 是第一个使用铝复合阳离子的电池。这解决了现有铝离子系统的难题:它们与复杂的阴离子一起使用并消耗大量电解质。

如今,许多便携式设备都由锂离子电池供电。但尽管它们很受欢迎,但这种电池仍然很昂贵并且  可能存在安全问题。铝器件是一种很有前景的替代品,因为元素 - 这种电池中的阳极材料 - 是  地壳中第三丰富的元素。它不仅价格便宜,而且反应性也低于锂,因此更安全。

每个铝原子在放电时可释放三个电子,从而使铝电池具有潜在的高能量密度。但Al 3+  离子可与电解质和阴极相互作用,从而缩短电池的使用寿命。2015年,研究人员研制出一种电池,代替储存氯铝酸盐离子(AlCl 4 -)。2  然而,需要大量的电解质来维持氯离子供应和电池操作,因此寻找容纳所有这些离子的主电极仍然是一个挑战。

与   韩国首尔国立大学的Jang Wook Choi和 美国西北大学的诺贝尔奖获得者  Fraser Stoddart合作的研究人员现已开发出一种阴极,可以储存AlCl 2 +  离子而不是AlCl 4 -。这意味着每个铝离子只需要两个氯离子,这使得这种电池对电解质的要求更低。Choi解释说,这是第一次使用铝复合阳离子电池。

Choi和他的同事们合成了一种氧化还原活性的三角形  菲醌基大环化合物并用它来构建电极。澳大利亚新南威尔士大学的Dong Jun Kim说,[大周期]保持了一个稳定的分层上层结构,用于插入和提取铝络合物离子  。

使用氯化咪唑  电解质和铝阳极在双电极电池中测试该材料  。新电极在0。1A / g的电流速率下显示出110mAh / g的可逆容量,在5000次充放电循环后容量保持率接近60%。

以色列Bar-Ilan大学的电化学家Doron Aurbach 表示,使用丰富的元素和数千个周期的演示表明该系统具有一些适合大规模储能的特性  。“我担心:电解质溶液是基于离子液体,通常是昂贵的。”


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