铝合金 - 阳极电池提供可持续的替代品

近年来，收集太阳能的成本下降了很多，这让传统能源相形见绌。然而，能源储存的挑战-需要储存间歇性和季节性变化的太阳能供应的能力-使该技术在经济上没有竞争力。

康奈尔大学的研究人员Lynden Archer.一直在探索使用低成本材料来制造可充电电池，这将使能源存储更便宜。这些材料也可以提供一种更安全、更环保的锂离子电池替代品。目前锂离子电池占据市场主导地位，但充电速度慢，而且容易着火。

该集团以前展示锌阳极电池的潜力。现在，他们采用了一种不同的方法来掺入铝，导致可充电电池提供高达10,000个无差无差无差的循环。

这篇论文的第一作者是郑景旭(Kent)， 20岁的博士，目前是麻省理工学院的博士后研究员。

郑说:“这种电池的一个非常有趣的特点是，阳极和阴极只使用了两种元素——铝和碳——这两种元素都很便宜，也很环保。”“它们的生命周期也很长。当我们计算能量存储的成本时，我们需要将其摊销到总能量吞吐量上，这意味着电池是可充电的，所以我们可以使用它很多很多次。因此，如果我们有更长的使用寿命，那么成本将进一步降低。”

铝的优点是，它在地壳中丰富，它是三价和光线，因此它具有高容量来存储比许多其他金属更多的能量。然而，铝可以棘手，以集成到电池的电极中。它与玻璃纤维分离器化学反应，玻璃纤维分离器物理地分成阳极和阴极，使电池短路并失效。

研究人员的解决方案是设计一种碳纤维交织的基板，它能与铝形成更强的化学键。当电池充电时，铝通过共价键沉积到碳结构中，即，铝和碳原子之间的电子对共享。

虽然传统的可充电电池中的电极仅是二维，但该技术使用三维或非平面-建筑和创造更深入，更一致的铝层，可以精细地控制。

“基本上我们使用化学驱动力来促进铝的均匀沉积到建筑的毛孔中，”郑说。“电极较厚，它具有更快的动力学。”

在实际应用中，铝阳极电池的可逆充放电能力比其他铝电池高出一个或多个数量级。

“虽然与稳定电池中的锌和锂金属电极的早期创新的表面不同，但原理是相同的 - 设计基材，提供了促进成核的大型热力动力驱动力;弓箭手说，通过诸如表面张力（如表面张力）的力，防止了金属电极的不安全生长，“弓箭手说。

- 由Chris Vavra，Web Content Manager编辑，控制工程，CFE媒体和技术，cvavra@cfemedia.com.。