德國(guó)科學(xué)家研發(fā)新電解質(zhì) 讓鈣電池投入實(shí)用并取代鋰離子電池

據(jù)外媒報(bào)道，鈣基電池有望以較低的制造成本達(dá)到較高的能量密度，最終此種實(shí)驗(yàn)室式技術(shù)能夠取代未來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的鋰離子技術(shù)。但是，利用現(xiàn)有的電解質(zhì)，無(wú)法在室溫下給該種電池充電。不過(guò)，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）的研究人員研發(fā)出一種非常有前景的電解質(zhì)，可讓可充電鈣電池成為可能。

（圖片來(lái)源卡爾斯魯厄理工學(xué)院）

高效、大型、低成本的儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠讓社會(huì)加速向零排放出行和電力供應(yīng)過(guò)渡。但是，KIT的教授，烏爾姆兼卡爾斯魯厄電化學(xué)儲(chǔ)能中心CELEST研究平臺(tái)主任Maximilian Fichtner表示，現(xiàn)在占據(jù)主導(dǎo)地位的鋰離子技術(shù)無(wú)法在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。因此，科學(xué)家們開始研究鈣電池和其他儲(chǔ)能技術(shù)?！皬闹衅趤?lái)看，鋰離子電池在性能和某些生產(chǎn)資源方面將達(dá)到極限，從而阻止它們能夠用于未來(lái)的過(guò)渡能源，鈷、鎳和鋰等生產(chǎn)鋰離子電池的資源也是有限的?！盞IT與烏爾姆大學(xué)（Ulm University）建了一個(gè)烏爾姆亥姆霍茲研究所（HIU），F(xiàn)ichtner與研究小組一起專注于研發(fā)替代電池技術(shù)。此類技術(shù)都基于豐富的資源，鈣就是一種非常有前景的資源，因?yàn)榕c鋰相反，每個(gè)鈣原子能夠釋放和吸收兩個(gè)電子，而且提供與鋰類似的電壓?！扳}是地球上第五豐富的元素，而且在地球上分布均勻，安全、無(wú)毒且便宜?！?/p>

不過(guò)，到目前為止，鈣電池的發(fā)展仍面臨很大的一個(gè)障礙，與已經(jīng)成熟的鋰離子技術(shù)或者最近的鈉或鎂電池技術(shù)相比，能夠制成可充電鈣電池的電解質(zhì)仍然很缺乏。該研究第一作者Zhenyou Li博士表示“幾年來(lái)，實(shí)驗(yàn)性的電解質(zhì)以及鈣電池其實(shí)已經(jīng)研發(fā)出來(lái)。但這些電解質(zhì)只能在超過(guò)75攝氏度的溫度下充電，此外，它們還容易產(chǎn)生不良的副作用?！?/p>

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)成功合成了一種新型的電解質(zhì)，此類電解質(zhì)基于特殊的有機(jī)鈣鹽而制成，能夠在室溫下充電。采用此種新型電解質(zhì)，研究人員展示了一款具備高能量密度、高儲(chǔ)能能力且能夠快速充電的鈣電池。

該新型電解質(zhì)是將實(shí)驗(yàn)性鈣電池轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的鈣電池的重要基礎(chǔ)。在電動(dòng)汽車、移動(dòng)電子設(shè)備和固定儲(chǔ)能系統(tǒng)中，此類鈣電池有朝一日可能會(huì)取代目前占主導(dǎo)地位的鋰離子電池。