大家都知道,电池内部是有一种电解质溶液的,它在阴极和阳极两个电极之间携带搬运电荷。但是,这种溶液中含有易燃的溶剂,有起火的危险,并且也有毒,当电池耗尽或丢弃时,又有可能造成环境破坏。
▲锌锰合金阳极的制备与表征
一种更安全、更环保的替代方法是使用海水作为电解质溶液,而这项技术近年来取得了一些令人兴奋的进展。例如,美国陆军研究实验室(US Army Research Laboratory)的一个团队多年来一直在研究以盐水为电解质的电池,并逐渐将其电压提高到可以为家用电器供电的水平。
同时,UCF团队也一直在追求一个类似的目标,即所谓的水基锌电池。然而,这些设备遇到麻烦的地方是电池阳极上的锌在运行过程中增长,这对电池的耐久性和整体寿命产生了负面影响。
▲锌锰合金在水溶液中的电化学性能和镀锌/脱锌行为。
通过使用涂有锌锰纳米合金的阳极,科学家们相信他们已经找到了解决这个问题的方法。在大电流下,这种设计在1000小时的充放电循环中被证明是稳定的,没有显示出任何退化的迹象。
主持研究的科学家表示:“我们开发了一种耐用、坚固的3D电极,可用于极端条件下的海水电池。我们多年来一直致力于水性电池和海水资源的利用,所以我们在这一领域拥有专业知识,也知道它应该如何发展。”
科学家们意识到这种电池设计为水下航行器提供动力的巨大潜力,他们也相信,随着进一步的发展,锌锰合金也可以用于非水基电池。
原标题:绿色的盐水电池依靠一种新的阳极就可以走完全程