助力現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展 電化學儲能技術(shù)迎來新突破
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】“雙碳”目標是現(xiàn)階段社會發(fā)展的一個重要目標，而實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵在于能源改革，簡單的說就是要保證能源滿足環(huán)境友好的同時，又可以兼顧利用效率，確保社會的穩(wěn)定運行。在這個過程中，高性能電化學儲能器件便成為了一個重要的突破口，一系列綠色電能產(chǎn)業(yè)也隨之迎來了飛速發(fā)展。
近日，武漢理工大學麥立強教授團隊在《自然·催化》雜志上發(fā)表了一項重要研究成果，他們提出了一種基于鋅離子介導催化作用實現(xiàn)超快充電池的新機制，并成功研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，這一突破性的成果為下一代超快充電池的開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。
水系鋅離子電池作為一種新型儲能技術(shù)被認為是鋰電池的有力競爭者。一方面，其安全、快充、成本低廉和環(huán)境友好等突出優(yōu)勢，使其具備很高的發(fā)展價值；另一方面，其在極端環(huán)境下展示出的潛能，使其在電動汽車、人工智能、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。
但即便如此，水系鋅離子電池卻也存在很大的發(fā)展壁壘——傳統(tǒng)離子穿梭模型反應(yīng)速率受限于菲克第二定律的極限，難以實現(xiàn)倍率性能的突破。而麥立強教授團隊的新成果便是針對這個問題開展的。
團隊創(chuàng)新性地提出了離子介導催化存儲理論，并通過實驗驗證了這一理論的可行性。他們發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控電極材料和電解液中的陽離子對溶劑鞘層水的吸附，可以顯著影響水裂解的反應(yīng)速率和產(chǎn)物，從而實現(xiàn)遠超傳統(tǒng)電池反應(yīng)速率的快充性能。這一發(fā)現(xiàn)不僅合理解釋了水系鋅離子電池的快充性能反常，更為電池快充技術(shù)提供了新的理論依據(jù)。
在此基礎(chǔ)上，研究團隊采用三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇作為電極材料，讓電池比容量在300A g-1的高電流密度下達到了577.1mAh g-1。而這一數(shù)據(jù)也為電池快充技術(shù)提供新的理論依據(jù)，對于材料科學、電化學、儲能科學、能源轉(zhuǎn)化科學的交叉融合有重要的促進價值。
而正如一開始提到的，高性能電化學儲能器件的發(fā)展將推動節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。從現(xiàn)有技術(shù)的角度來說，可再生能源并網(wǎng)、分布式能源、智能微電網(wǎng)等領(lǐng)域中存在的能源浪費和排放問題都可能借由高性能電化學儲能器件來尋求解決。高性能電化學儲能器件是連接電力發(fā)、輸、配、用，提高多元能源系統(tǒng)的安全性、靈活性和可調(diào)性，引領(lǐng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)核心之一。因此從這個角度來看，團隊的這一突破性成果恰恰為電化學的發(fā)展注入了新的活力，我們也有理由相信隨著技術(shù)的進一步成熟，它將為現(xiàn)代社會的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時閱讀專業(yè)資訊
- 四部門：到2026年新制定國家標準和行業(yè)標準100項以上 2024-11-20 15:29:09
- 近日，工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部、國家標準化管理委員會聯(lián)合印發(fā)《國家鋰電池產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（2024版）》（以下簡稱《建設(shè)指南》）。
- 我國鐵路首次大規(guī)模試運輸動力鋰電池 2024-11-20 14:56:13
- 11月19日，三列運載動力鋰電池的列車分別從重慶長壽渝巴專用鐵路、四川宜賓港、貴陽國際陸港緩緩開出，這是我國鐵路首次大規(guī)模試運輸動力鋰電池。
- 昆明理工大學新成果獲將為鋰電池回收帶來新突破 2024-11-11 17:13:00
- 隨著鋰電池的不斷普及，全球鋰離子電池市場的快速增長的同時，廢舊電池的處理問題也日趨明顯，而這背后，其實潛藏的是鋰電池回收難的問題。一方面，廢舊電池中蘊含的有價金屬如鋰、鈷等資源，這些資源儲量有限，并且排放到環(huán)境中會成為污染源，因此若能得到有
- 固態(tài)電池賽道技術(shù)“比拼”進入新熱潮，大規(guī)模商用加速 2024-11-11 14:59:05
- 當下，企業(yè)相繼涌入固態(tài)電池賽道，但也請別忽視：現(xiàn)階段我們可以靠技術(shù)做到固態(tài)電池量產(chǎn)，但固態(tài)電池的制造成本很高，量產(chǎn)應(yīng)用仍然還在路上！降本，仍會是固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。
- 突發(fā)！世界上最大鋰電池回收廠發(fā)生爆炸 2024-11-11 10:47:55
- 當?shù)貢r間10月30日下午1點30分左右，美國密蘇里州弗雷德里克敦的全球最大鋰電池回收廠之一Critical Mineral Recovery(關(guān)鍵礦物回收廠，簡稱 CMR)發(fā)生爆炸。
版權(quán)與免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
