把鹽"加到"電動(dòng)汽車(chē)電池里，續航更長(cháng)成本低廉？

目前大多數電動(dòng)汽車(chē)都由可充電的鋰離子電池提供動(dòng)力，但隨著(zhù)時(shí)間的推移，它們可能會(huì )逐漸失去能量和動(dòng)力。在某些情況下，這類(lèi)電池在工作或充電時(shí)還會(huì )出現過(guò)熱問(wèn)題，降低電池壽命，每次充電也會(huì )減少可行駛里程。

為了解決這些問(wèn)題，英國諾丁漢大學(xué)正與中國的六家科研院所合作，使用鹽作為關(guān)鍵成分，設計出一種新型的可充電電池，幫助加速我們向環(huán)保交通的轉變。這種新電池兼具固體氧化燃料電池和金屬空氣電池的性能優(yōu)勢，可以明顯提高電動(dòng)汽車(chē)的續航里程，同時(shí)完全可回收、成本更低，也更安全環(huán)保。

圖：準固態(tài)(QSS)熔鹽電解質(zhì)和QSS熔鹽鐵空氣電池結構圖

固體氧化燃料電池通過(guò)化學(xué)反應將氫和氧轉化為電能。雖然它們在從燃料中提取能源方面效率很高，且耐用、成本低、生產(chǎn)起來(lái)更環(huán)保，但它們不能充電。而金屬空氣電池是一種電化學(xué)電池，它使用廉價(jià)的金屬（如鐵）和空氣中存在的氧氣發(fā)生反應來(lái)發(fā)電。雖然不是很耐用，但這些高能密度電池是可充電的，可以?xún)Υ婧歪尫排c鋰離子電池同樣多的電力，勝在更安全、更便宜。

在早期研究階段，研究人員探索了一種高溫鐵-空氣電池設計，即使用熔鹽作為電解質(zhì)以獲得導電性。熔融鹽價(jià)格便宜，易燃，有助于給電池帶來(lái)更高的儲能和動(dòng)力性能，并延長(cháng)電池的壽命。

然而，熔鹽也具有不利的特性。諾丁漢大學(xué)研究負責人喬治·陳教授（George Chen）表示：“在極端高溫下，熔鹽可能具有極強的腐蝕性、揮發(fā)性，并會(huì )蒸發(fā)或泄漏，這對電池設計的安全和穩定性構成了挑戰。迫切需要微調這些電解液的特性，以改善電池性能，并使其未來(lái)能夠在電動(dòng)運輸中使用?！?/p>

研究人員現在已經(jīng)成功地改進(jìn)了這項技術(shù)，使用固體氧化納米粉末將熔鹽轉變?yōu)檐浌腆w鹽。領(lǐng)導該合作項目的中國科學(xué)院上海應用物理研究所王建強教授預測，這種準固態(tài)(QSS)電解液適用于800攝氏度的金屬空氣電池，因為它抑制了在如此高的工作溫度下可能出現的熔鹽蒸發(fā)和流動(dòng)特性。

研究人員表示，準固態(tài)是使用納米技術(shù)來(lái)構建可靈活連接的固體氧化物顆粒網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的，該網(wǎng)絡(luò )充當鎖定熔鹽電解質(zhì)的結構屏障，同時(shí)仍允許它們在極端高溫下安全導電。他們希望，這些“令人鼓舞的結果”將有助于構建一種更簡(jiǎn)單、更高效的方法，以便幫助設計低成本、高性能、高穩定性和安全性的熔鹽金屬空氣電池。

喬治·陳教授稱(chēng)：“改進(jìn)后的熔鹽鐵氧電池在新的市場(chǎng)有很大的應用潛力，包括在電力運輸和可再生能源方面，這些都需要我們的家庭和電網(wǎng)水平提供創(chuàng )新存儲解決方案。原則上，該電池還能夠儲存太陽(yáng)能和電力，這對于家庭和工業(yè)能源需求都非常重要。目前，西班牙和中國大量使用熔鹽來(lái)捕獲和儲存太陽(yáng)能，然后將其轉化為電能，而我們的熔鹽金屬空氣電池在單個(gè)設備中同時(shí)完成了這兩項工作?！?/p>