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科学家开发出新型锌-木质素电池，高充电循环低成本

2024-05-20 09:17:46 来源：资源循环研究院

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简介：近日，某研究团队取得了一项重大突破，成功开发出一种由锌和木质素制成的电池。令人振奋的是，这种电池的充电次数超过了8000次以上。这一创新旨在提供一种经济实惠且环保的电池替代品，尤其适用于电力供应有限的地区。

传统电池存在着许多问题，如充电次数有限、价格昂贵以及对环境的不友好性等。因此，寻找一种更加可持续且性能优越的电池替代品一直是科学家们的追求。

近日，某研究团队取得了一项重大突破，成功开发出一种由锌和木质素制成的电池。令人振奋的是，这种电池的充电次数超过了8000次以上。这一创新旨在提供一种经济实惠且环保的电池替代品，尤其适用于电力供应有限的地区。

新型锌-木质素电池非常稳定，可以使用8000次以上，同时保持约80%的性能。研究人员开发的电池虽小，但技术是可扩展的。"太阳能电池板已经变得相对便宜，低收入国家的许多人都采用了太阳能电池板。然而，在赤道附近，太阳会在下午6点左右落下，导致家庭和企业停电。"该项目研究人员说："我们希望这种电池技术，即使性能低于昂贵的锂离子电池，最终也能为这些情况提供解决方案。"

该有机电子实验室研究小组开发出了一种基于锌和木质素的电池，这两种材料既经济又环保。就能量密度而言，这种电池与铅酸电池相当，但没有有毒的铅。这种电池非常稳定，可使用8000次以上，同时保持约80%的性能。此外，该电池的电量可保持约一周时间，比其他只需几个小时就能放电的同类锌电池要长得多。

虽然锌基电池已经进入市场，但主要是作为不可充电电池，预计在适当引入可充电功能后，锌基电池将成为锂离子电池的补充，并在某些情况下长期取代锂离子电池。

"虽然锂离子电池在处理得当的情况下非常有用，但它们可能具有爆炸性，难以回收利用，而且在提取钴等特定元素时会产生环境和人权问题。因此，在能量密度并不重要的情况下，我们的可持续电池提供了一种很有前景的替代品。"

锌电池的主要问题是耐用性差，因为锌会与电池电解质溶液中的水发生反应。这种反应会产生氢气和锌的树枝状生长，使电池基本上无法使用。为了稳定锌，使用了一种名为聚丙烯酸酯钾基聚合物水包盐电解质(WiPSE)的物质。研究人员现在已经证明，在含有锌和木质素的电池中使用WiPSE时，稳定性非常高。

"锌和木质素都非常便宜，而且这种电池很容易回收。如果计算每个使用周期的成本，与锂离子电池相比，它是一种非常便宜的电池，"目前，实验室开发的电池体积较小。不过，研究人员相信，由于木质素和锌的丰富，他们可以低成本制造出大型电池，大小与汽车电瓶差不多，但大规模生产还是需要商业公司的参与。

"我们有责任帮助低收入国家避免重蹈我们的覆辙。他们在建设基础设施时，需要立即从绿色技术入手。如果引入不可持续的技术，那么数十亿人将会使用这种技术，从而导致气候灾难。"项目研究人员说。

这种电池的问世对于电力供应有限的地区来说尤为重要。在一些偏远地区或发展中国家，电力的供应并不稳定，居民们经常面临电池频繁更换的问题。而这种电池的长寿命可以有效解决这一问题，给用户带来便利的同时也减轻了他们的经济负担。