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實驗性有機質子電池可在幾分鐘內充電 大小與紐扣電池相當

這些聚合物浸入酸性的水溶液中,作為電解質,使電子在陰極和陽極之間以"搖椅 "的方式來回傳遞。該研究發表在《 Angewandte Chemie》雜誌上。

2020-04-07 08:17 / 2人閱讀過此篇文章  

烏普薩拉大學的研究人員開發出了一種新型的實驗性質子電池,大小與紐扣電池相當,這種電池完全由有機成分製成,比大多數環保型電池都要環保。除此之外,它還可以在幾分鐘內完成充電,並且可以在極低的溫度下工作。

大多數電池,例如無處不在的鋰離子電池,都是由需要開採和精鍊金屬來進行製造,這對環境造成了很大的危害。當然,還存在安全處置它們的問題。因此,研究人員著手製造有機電池,該有機電池由在自然界中更容易發現的元素製成。在這種情況下,活性物質是一組稱為醌的有機化合物。細菌和植物通常在光合作用和細胞呼吸等過程中使用它們。

這種電池設計當中,電極由某些醌的固體聚合物製成。這些聚合物浸入酸性的水溶液中,作為電解質,使電子在陰極和陽極之間以 "搖椅 "的方式來回傳遞。這與鋰離子電池的基本機制相同,只是這種設計將氫離子穿梭在周圍。由於這些離子只含有質子,因此該系統被稱為質子電池。

目前這種電池原型只是一個小型紐扣電池,容量為60mAh。質子電池具有其優勢。除了自然因素外,它還可以快速充電,僅需100秒即可充滿電。測試表明,它可以承受500次充放電循環,同時保留了大部分容量。該團隊表示,這種電解質溶液比其他電解質溶液更安全,不會爆炸或起火,最後,電池可以在低至-24°C(-11°F)溫度下正常工作。

在這種電池商業化之前,還有很多進一步工作要做;但是,這種質子電池出現,讓科學家在製造可持續有機電池方面邁出了一大步。該研究發表在《 Angewandte Chemie》雜誌上。





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