瑞典开发可持续有机质子电池低温下保持良好性能

2020-04-09 16:53

瑞典乌普萨拉大学的科学家小组开发了一种基于丰富有机材料的质子电池。他们说，低温下工作时，电池可以在几秒钟内充电，并且可以循环使用500次以上而不会造成明显的容量损失。

（乌普萨拉大学主楼内。科学家已证明了电池概念依赖于现成的有机材料。）

未来几年，随着对储能解决方案需求的增加，提高电池的性能、减少电池制造过程中的环境污染都是重要的研究领域。

在可预见的未来，锂离子电池有望继续成为主流的储能解决方案，目前储能领域的许多研究都集中在锂离子电池和其他金属离子电池的替代材料和化学上。但除此之外，还有许多非金属离子的替代电池类型，质子电池便代表了其中性能更好的，也是较新的、探索较少的领域。

瑞典乌普萨拉大学的科学家之所以选择研究质子电池，是因为这种电池的设计可能不依赖于稀有、昂贵或其他存在问题的材料。

乌普萨拉大学的克里斯蒂安·斯特雷泽（Christian Strietzel）解释说：“当今制造的许多电池都对环境造成重大影响，主要是由于对电池中所用金属进行的开采。因此，我们研究的出发点是开发一种由自然界中常见元素制成的电池，该电池可用于制造有机电池材料。”

这种质子电池被描述为全有机质子电池，用于可持续的储能，相关文章被发表在《应用化学》杂志。研究小组以两个有机分子组（醌和噻吩）作为电极材料，并使用酸性水溶液作为电解质。

该电池可以在恒定电压下充电，并在100秒内达到每克60毫安时的最大容量，这将使其成为集成光伏装置的理想选择。经过500次循环后，电池仍保持了其初始性能的85％，并显示在零下24℃的温度下仍能保持这些良好的特性。

研究小组指出，在此开发的电池可作为概念性的证明，对有机材料组及其与水基电解质的界面进行进一步研究也可能会产生进一步的改进。

科学家表示，在电池成为家用产品之前，还有很多的开发工作要做。但是，他们所开发的质子电池在朝着未来制造可持续的有机电池方面已经迈出了一大步。

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