化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
循環可充電 海水電池迎來新突破
2024年09月24日 15:42:39
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：4954
海水電池泛指利用海水作為電解質的化學電源。由于海水本身是一種天然的鹽溶液，成分滿足電池電解質的基本需求，因此海水電池是一種理論上電池結構精簡，且無需攜帶電解質，不會產生重金屬污染的新型儲能技術，受到了學界的高度關注。并且在海洋探測、水下通信、島礁供電、應急照明等領域展現出了廣闊的應用前景。
【化工儀器網 行業百態】海水電池泛指利用海水作為電解質的化學電源。由于海水本身是一種天然的鹽溶液，成分滿足電池電解質的基本需求，因此海水電池是一種理論上電池結構精簡，且無需攜帶電解質，不會產生重金屬污染的新型儲能技術，受到了學界的高度關注。并且在海洋探測、水下通信、島礁供電、應急照明等領域展現出了廣闊的應用前景。
然而由于目前使用海水電池的主要場景依舊以海洋環境或需要利用海水作為電解質的特定場景為主，加上海水資源本身足夠豐富，因此目前研制的海水電池主要以能夠穩定供電的一次性電池為主。這也導致了目前海水電池中存在許多未被解決的技術難題，例如氯離子可逆存儲技術，而這些難題限制了可循環海水電池的開發。
而就在近日，海南大學“海洋清潔能源”創新團隊針對此實現了技術突破，成功研制出了一種基于天然海水電解液的超長循環壽命、可重復充電的氯離子電池，完成了對可持續水系電池的一次技術革新。
據悉，為了解決氯離子可逆存儲技術難題，研究團隊通過查閱文獻和高通量計算，篩選了10余種潛在的無機氯離子存儲材料，并嘗試合成其中7種，最終選定高導電性的層狀材料MXene作為電池儲氯電極。MXene的高導電性能夠幫助離子和電子快速傳輸，穩定的層狀結構又能夠確保氯離子在材料層間的可逆嵌入和脫出(MXene材料具有氯表面端基，這是一種可調控的表面官能團，可以與海水中的氯離子形成共價相互作用，這是一種弱相互作用，能夠實現氯離子的可逆存儲)，從而保證了電池的循環性能與循環壽命。
值得一提的是，再實驗過程中，研究團隊還發現了氯離子對于電池殼體和集流體的腐蝕性同樣是限制海水電池性能的原因，因此針對該問題，研究團隊修改了設計方案。一方面，電池的集流體選用了更耐氯離子腐蝕的碳紙和鈦箔；另一方面，團隊優化了連接工藝，并對電池的殼體進行防腐蝕處理。這樣重新設計后的海水電池，穩定性和整體性都有了保障。
而在后續的實驗中，新的電池不但再性能上表現突出，還能夠承受40000次循環測試，證明了其實用性。除此之外，從成本角度來說，由于海水本身資源產量就足夠豐富，加上MXene電極材料中不含鋰、鈷等價格昂貴金屬元素，因此這種可循環海水電池綠色無毒的同時，生產成本也不高，符合可持續發展的大環境需求。而我們也有理由期待這項新成果完成落地轉化的那一天。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
西北師范大學科研團隊聯合無錫貝塔醫藥科技有限公司成功研制了國內首款C-14核電池——“燭龍一號”工程樣機。2025-03-17 13:13:58
-
總產值超1.2萬億！2024年全國鋰離子電池產業發展勢頭強勁
2024年我國鋰電池總產量1170GWh，同比增長24%，行業總產值超過1.2萬億元。2025-02-28 10:18:13 -
目前固態電池的主要發展方向是以硫化物電解質為主體電解質匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線。性能目標是能量密度400瓦時/公斤、循...2025-02-24 13:43:57
-
浙江白馬湖實驗室與蘇州大學聯合團隊研發的小面積單結鈣鈦礦太陽能電池，穩態效率達到26.81%，刷新了世界紀錄。2025-02-19 13:22:06
-
近日，為加速推動新型儲能制造業的高質量發展，工業和信息化部等八部門聯合印發了《新型儲能制造業高質量發展行動方案》。方案提出，到20...2025-02-18 11:28:57
-
華中科技大學武漢光電國家研究中心邵明教授、張新亮教授團隊成功實現了兼具優異的機械柔韌性和高光電轉換效率的可拉伸太陽能電池，為可穿戴...2025-02-12 11:16:28
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
