德國(guó)開(kāi)發(fā)的新電池化學(xué)成分有望使鋅空氣電池成為未來(lái)的儲(chǔ)能技術(shù)。

世界各地的科學(xué)家都在尋找后鋰存儲(chǔ)技術(shù)，而鋅空氣電池就是一個(gè)有趣的選擇。然而，這些儲(chǔ)能系統(tǒng)仍然面對(duì)著化學(xué)不穩(wěn)定的問(wèn)題，最終導(dǎo)致電化學(xué)不可逆的破壞。

紐約州已簽署一項(xiàng)協(xié)議，從加拿大公司Zinc8EnergyStorage采購(gòu)新的100kW／1MWh鋅空氣電池。該儲(chǔ)能設(shè)備將安裝在紐約西部一個(gè)尚未確定的站點(diǎn)的儀表后方，該站點(diǎn)可以從硬件中受益，例如"市政大樓或大學(xué)校園或大學(xué)中的大樓"。

Zinc8的首席執(zhí)行官認(rèn)為該系統(tǒng)可能在未來(lái)幾年內(nèi)升級(jí)到1MW的功率。

該公司的網(wǎng)站聲稱其目標(biāo)安裝成本為＄45／kWh。為了進(jìn)行比較，BloomergNEF最近報(bào)告稱，電池價(jià)格已下跌87％，從2010年的1100美元／千瓦時(shí)降至2019年的156美元／千瓦時(shí)，預(yù)計(jì)到2023年將接近100美元／千瓦時(shí)。Zinc8表示要達(dá)到45美元／千瓦時(shí)的價(jià)格，相關(guān)于瞬時(shí)功率，產(chǎn)品尺寸必須具有超過(guò)八小時(shí)的容量。

來(lái)自明斯特威海爾姆大學(xué)MEET電池研究中心的孫偉領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員希望通過(guò)使用基于非堿性、水性電解質(zhì)的創(chuàng)新電池化學(xué)來(lái)克服傳統(tǒng)鋅空氣電池的技術(shù)弱點(diǎn)。

上海復(fù)旦大學(xué)、武漢科技大學(xué)、馬里蘭大學(xué)和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室也參和其中，他們的研究成果已發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。孫偉解釋說(shuō)："我們創(chuàng)新的非堿性電解質(zhì)為鋅空氣電池帶來(lái)了以前未知的可逆過(guò)氧化鋅（ZnO2）／O2化學(xué)反應(yīng)。"

迄今為止使用的傳統(tǒng)電解質(zhì)是強(qiáng)堿性的。新的電池化學(xué)成分是基于三氟甲磺酸鋅的鹽，據(jù)稱它有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，孫先生表示由于鋅陽(yáng)極具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)可逆性，因此使用效率更高。

用這種化學(xué)方法開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池可以穩(wěn)定運(yùn)行320個(gè)循環(huán)和1600個(gè)小時(shí)。在電化學(xué)和分析技術(shù)的幫助下，通過(guò)多尺度的模擬計(jì)算，系統(tǒng)地研究了氧化鋅（ZnO2／O2）電池化學(xué)成分的影響和疏水的三氟甲磺酸陰離子的用途。

科學(xué)家們確定，這種電池具有更高的能量密度，這些裝置有可能和目前占主導(dǎo)地位的鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。孫建國(guó)表示："然而，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用之前，還要進(jìn)一步的深入研究和優(yōu)化。"