.:. 草榴社區 » 技術討論區 » 科学家研发氧化铁电池 有望取代锂电池
--> 本頁主題: 科学家研发氧化铁电池 有望取代锂电池 字體大小 寬屏顯示 只看樓主 最新點評 熱門評論 時間順序
掂過碌蔗


級別:風雲使者 ( 13 )
發帖:35733
威望:5334 點
金錢:28279 USD
貢獻:0 點
註冊:2020-07-17


科学家研发氧化铁电池 有望取代锂电池



 

随着风能、太阳能的不断发展,人们对于储能电池的需求也在增加,但常见的锂电池制造成本过高,人们希望寻找更好的替代品。近期,美国一所大学利用氯离子强化了氢氧化铁电池的性能,这种电池有望取代锂电池的地位。

锂电池成本高昂的主要原因,在于制造时需要用钴、镍金属作为电极材料,而这些材料又产于特定国家地区,因此对一些企业和国家来说是件坏事。

过去科学家开发的“镍铁碱性电池”,拥有高存储容量和长寿命循环。其正极材料为镍氧化物和氢氧化物,但含铁的负极在经过长时间充放电后,会被氧化成为四氧化三铁(Fe3O4)影响电池性能,导致该电池的固定储能出现障碍和下降。

因此,解决该问题成为科学家们的主要研究目标。这次拥有近160年历史的美国伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute,WPI)、阿拉巴马大学(University of Alabama)和布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)等组成了团队来研究开发铁电池。

他们最终用氯离子强化氢氧化铁,做出高效的新型铁电池,让其有望成为高存储容量和长寿命的可循环电池。这项新发现写成报告,于8月初发表至《美国化学会材料科学》杂志。

该团队经过分析发现,使用这种方法做出来的绿锈在电极中的Fe(OH)2/FeOOH单电荷转移反应高达64.7%,比过往一些类似的单电荷转移反应高出许多,同时也提高电池的循环稳定性。

他们透过多种设备和方法去分析和观察电池中的电解液中的氢氧化钠和氯化钾与氢氧化铁之间的反应结果,看到氢氧化铁在氢氧根离子(OH-)的作用下会转变成四氧化三铁和铁氧化物(FeOOH),而氢氧化铁和氯离子则形成绿锈,但绿锈再次经过氢氧根离子被还原成铁氧化物。

研究团队发现,这种化学反应体现出电极具有高度的可逆性,能让电池中的化学物质达到有效的循环利用。此外,他们还发现,添加氯化钾能让放电容量提高30%和增强循环稳定性。

实验发现,氧化铁电池在含有氢氧化钠和氯化钾的电解质中,即使全电池在经过400次的充放电循环,还依然有90%的蓄电能力。这远比只有氢氧化钠电解质的氧化铁电池在循环400次后的电池容量高。

报告最后表示,这种容量的提高得益于氯离子插入氢氧化铁中,使得铁氧化物的转化反应变得更加有效率。这次的研究成果可能会为“铁锈”能够用于电网中的碱性储存电池找到一条全新的途径。

不过,研究团队提到,目前尚未计算做出该种电池所需要花费的成本,但这种电池使用地球上丰富的材料铁和盐,能够在投入大规模生产时有效降低生产成本。

他们解释,美国每年产生超过1,500万吨未回收的废铁,其中废铁以铁锈的形式存在,因此可充电碱性铁电池有助于将铁锈废料重新利用,有利于代替锂电池成为储能电池。该研究由美国国家科学基金会和能源部(DOE)资助。

赞(90)
------------------------
我自安好,来去随风
 
DMCA / ABUSE REPORT | TOP Posted: 09-19 14:54 樓主 引用 | 發表評論
沙雕


級別:精靈王 ( 12 )
發帖:1873
威望:279 點
金錢:60640 USD
貢獻:60000 點
註冊:2012-01-04


一看标题我草,牛逼,用铁锈做电池,看完发现,我草,标题写错了,是氢氧化铁做电池!


點評

    TOP Posted: 09-19 14:56 #1樓 引用 | 點評
    隔壁王二偷人


    級別:精靈王 ( 12 )
    發帖:6349
    威望:620 點
    金錢:450 USD
    貢獻:44078 點
    註冊:2021-12-26

    氧化铁哈哈哈
    TOP Posted: 09-19 15:00 #2樓 引用 | 點評
    软件工程师


    級別:騎士 ( 10 )
    發帖:3493
    威望:350 點
    金錢:11151 USD
    貢獻:21 點
    註冊:2022-09-08

    核聚变电池
    TOP Posted: 09-19 15:10 #3樓 引用 | 點評
    子树


    級別:精靈王 ( 12 )
    發帖:21591
    威望:2200 點
    金錢:30311 USD
    貢獻:0 點
    註冊:2022-11-15

    感谢分享
    TOP Posted: 09-19 15:12 #4樓 引用 | 點評
    小静818


    級別:騎士 ( 10 )
    發帖:3332
    威望:433 點
    金錢:111532 USD
    貢獻:1801 點
    註冊:2021-06-21

    怪不得锂矿跌无止跌
    TOP Posted: 09-19 15:14 #5樓 引用 | 點評
    默@1024


    級別:聖騎士 ( 11 )
    發帖:7001
    威望:741 點
    金錢:22870 USD
    貢獻:1 點
    註冊:2014-04-02

    新型电池每年都要冒出来好几种,但十多年后还是没有投入实际使用当中


    點評

      TOP Posted: 09-19 15:16 #6樓 引用 | 點評
      ylxnr


      級別:精靈王 ( 12 )
      發帖:17155
      威望:1689 點
      金錢:116 USD
      貢獻:9463 點
      註冊:2012-04-11

      谢谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:17 #7樓 引用 | 點評
      乐鱼文创


      級別:新手上路 ( 8 )
      發帖:140
      威望:15 點
      金錢:305 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2023-09-07

      感谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:17 #8樓 引用 | 點評
      is00qy


      級別:俠客 ( 9 )
      發帖:2221
      威望:223 點
      金錢:1646978 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2017-05-06

      与石墨烯电池比之如何?
      TOP Posted: 09-19 15:23 #9樓 引用 | 點評
      秋韵


      級別:聖騎士 ( 11 )
      發帖:2804
      威望:331 點
      金錢:373 USD
      貢獻:21146 點
      註冊:2019-01-06

      感谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:27 #10樓 引用 | 點評
      本地局域网


      級別:新手上路 ( 8 )
      發帖:523
      威望:53 點
      金錢:820 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2023-06-20


      感谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:37 #11樓 引用 | 點評
      我是凤求凰


      級別:俠客 ( 9 )
      發帖:687
      威望:109 點
      金錢:2785 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2023-03-21

      新能源是未来的方向
      TOP Posted: 09-19 15:38 #12樓 引用 | 點評
      子龙七进七出


      級別:俠客 ( 9 )
      發帖:2461
      威望:247 點
      金錢:5886 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2022-11-25

      搁这学习知识来了
      TOP Posted: 09-19 15:40 #13樓 引用 | 點評
      lanhu106


      級別:騎士 ( 10 )
      發帖:3160
      威望:320 點
      金錢:2627 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2014-08-30

      感谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:42 #14樓 引用 | 點評
      落叶G根


      級別:騎士 ( 10 )
      發帖:4726
      威望:493 點
      金錢:8870 USD
      貢獻:0 點
      註冊:2020-12-26

      感谢分享
      TOP Posted: 09-19 15:44 #15樓 引用 | 點評
      談天說道


      級別:精靈王 ( 12 )
      發帖:10980
      威望:1404 點
      金錢:48823 USD
      貢獻:21700 點
      註冊:2022-11-16

      谢谢分享
      ------------------------
      D
      TOP Posted: 09-19 15:51 #16樓 引用 | 點評
      五二一


      級別:風雲使者 ( 13 )
      發帖:13121
      威望:1871 點
      金錢:35044 USD
      貢獻:166666 點
      註冊:2019-07-25


      人肉电池才是王道


      點評

        TOP Posted: 09-19 16:00 #17樓 引用 | 點評
        docn


        級別:俠客 ( 9 )
        發帖:2010
        威望:202 點
        金錢:4871 USD
        貢獻:0 點
        註冊:2019-04-29

        多谢分享
        TOP Posted: 09-19 16:06 #18樓 引用 | 點評
        这是个问题啊


        級別:精靈王 ( 12 )
        發帖:30240
        威望:3035 點
        金錢:122 USD
        貢獻:15641 點
        註冊:2021-01-01

        发帖辛苦
        TOP Posted: 09-19 16:17 #19樓 引用 | 點評
        沉睡的木玛


        級別:精靈王 ( 12 )
        發帖:30240
        威望:3035 點
        金錢:121 USD
        貢獻:15641 點
        註冊:2018-11-16

        支持发帖
        TOP Posted: 09-19 16:17 #20樓 引用 | 點評
        鸭打鹅


        級別:精靈王 ( 12 )
        發帖:21160
        威望:2045 點
        金錢:38 USD
        貢獻:10541 點
        註冊:2022-02-02

        谢谢分享
        TOP Posted: 09-19 16:18 #21樓 引用 | 點評
        renrener


        級別:新手上路 ( 8 )
        發帖:127
        威望:15 點
        金錢:278 USD
        貢獻:0 點
        註冊:2023-05-31

        感谢分享
        TOP Posted: 09-19 16:25 #22樓 引用 | 點評
        所向所往


        級別:俠客 ( 9 )
        發帖:1542
        威望:158 點
        金錢:14353 USD
        貢獻:0 點
        註冊:2020-04-26


        先学学化学元素表再看这类文章比较合适。
        TOP Posted: 09-19 16:30 #23樓 引用 | 點評
        曾拍乳


        級別:精靈王 ( 12 )
        發帖:14634
        威望:1435 點
        金錢:3404355 USD
        貢獻:23839 點
        註冊:2013-08-01

        感谢分享
        TOP Posted: 09-19 17:13 #24樓 引用 | 點評

        .:. 草榴社區 -> 技術討論區

        快速回帖 頂端
        內容
        HTML 代碼不可用

        使用簽名
        Wind Code自動轉換

        按 Ctrl+Enter 直接提交