大電率高溫度熔鹽鐵氧充電科研順利

近日，寧波諾丁漢大學與中國科學院上海應用物理研究所合作研制出了一種可充電的高溫熔鹽鐵氧電池，論文成果發表在期刊《ChemSusChem》上。

據了解，目前，可充電電池研發面臨的主要挑戰是性能較差，容易在多次使用后過快地損失能量和功率。而該款電池有效解決了這些問題，顯著提高了電池功率，續航時間也長于傳統電池。

具體來說，由于在現實環境中觀察到的反應緩慢，現今傳統電池的研究結果遠低于理論預期，需進一步提高。“固體燃料電池使用錫或鉍作為負極材料，使得金屬和固體電解質之間形成了金屬氧化物，出現了阻礙離子傳導性的問題。也就是說，目前可充電的金屬空氣電池電極反應動力遲緩，導致能量和功率密度低。因此，激活負極和正極的反應至關重要。”寧波諾丁漢大學教授陳政說。

該團隊在研究試驗后發現，使用低成本的金屬鐵等為原料，經過高溫激活后，電池含有的熔融碳酸鹽和固體氧化物的雙相電解質可在高溫電流下充電，且在充電狀態下保持所需的穩定性和安全性。這是利用了“熔鹽具有溶解金屬氧化物的能力，金屬在熔鹽中可以實現快速多電荷轉移”的理論。新款電池的能量、比功率、密度和功率密度分別為129.1Wh/kg、2.8kW/kg、388.1Wh/L和21.0kW/L，在有效控制了成本的情況下，性能也得到大幅提升。

中國科學院上海應用物理研究所熔鹽化學與工程技術部副研究員彭程表示，高溫熔鹽鐵氧電池結合了固體氧化物燃料電池和熔融金屬空氣電池的優點，在不影響能量容量的情況下，提高了電池反應動力和功率容量。

該研發團隊認為，這款新電池在可再生能源存儲領域有巨大的應用潛力。“例如，熔鹽是高溫下太陽能加熱的理想儲存液。因此，熔鹽鐵氧電池能夠儲存太陽能和電能，將來可在很大程度上滿足家庭和工業的能源需求。”陳政說。