2022 年 7 月 25 日 x
中国香港科技年夜学（科年夜）的研究团队乐成研制了一款新的电极设计，令一样平常糊口中常见的非充电碱性锌电池酿成可充电，有助鞭策更广泛利用充电池。于聪明都会与全世界数码化的时代，电池的主要性与日俱增。然而，市道上年夜部门电池都是「一次电池」，不克不及充电。 用完即弃的一次电池不单加剧堆填区的承担，更对于情况组成严峻威逼。与其他种类的一次电池比拟，碱性锌电池出产成本低、安全，并且能量密度高，经常使用在手电筒及遥控器等家居用品。因为长处浩繁，全世界各地的研究职员一直努力摸索令碱性锌电池变为可充电的可能性，但相干的研究还没有令电池达至抱负的效果。要把碱性锌电池酿成可充电并不是易事，缘故原由是锌金属的电化学反映难以逆转。当电池放电时，锌电极内的锌颗粒被一层厚而不匀称的绝缘锌氧化物包抄，于是掉去了金属外貌及传导电子的特征──两项令电极能再次充电的须要因素。为解决这个问题，由机械和航空航天工程学系和化学系陈擎传授率领的研究团队，研发了纳米多孔锌金属电极的新设计，能不变锌及锌氧化物之间的电化学改变历程。团队把新电极设计用在碱性「锌空气纽扣电池」测试时，乐成把这种经常使用在助听器的一次电池酿成寿命逾80小时的可充电电池。要害是把锌酿成仅阔数百纳米的弯曲细丝，交叉成满布无数小孔的自力固体。电池放电时，一层薄薄的锌氧化物于锌丝上成核，生存了金属收集，让锌电极可于充电时回到初始布局。团队也于碱性镍锌电池测试了新电极设计，于靠近锂离子充电池能量密度的前提下，将这种充电池的 一般50至80次充放电周期，倍增至跨越200次。陈传授注释说：「电池的用途五花百门，难以由单一技能满意所有需要。锌电池有其怪异上风，但咱们需要于阐扬其最年夜潜能时，确保锌电极的微布局能耐受数百次、以至数千次的充放电周期。咱们的研究能做到这一点，是经由过程理解原子怎样于液体固体界面中自行构造，再由此设计纳米多孔布局，解决各类科技上的挑战。」陈传授增补指，虽然数百次放电及充电周期不算许多，但碱性锌电池于安全度及出产成本这两方面有较着上风，是高尔夫球车、叉式铲车等工业运用的抱负选择。这类电池也合用在新兴的需求，例如是数据中央的后备电，这种的运用对于在电池充放电的周期次数没有很高的要求，但对于电池的安全性却有严酷的要求。陈传授的团队早在2018年睁开研究时便与业界伙伴互助，他们将继承与业界联袂鞭策这项潜力优厚的科技迈向贸易化。团队的研究结果近来在《天然－通信》发表。团队的其他成员包括博士后研究员李良昱博士、前研究助理曾经雍泽、博士生肖狄文、前博士后研究员朱国银博士，以和中国香港都会年夜学的支春义传授。
-凯发·k8