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《自然通讯》上发表的新研究表明，锰具有新的化学状态。根据美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室的说法，这种新的状态可以实现高性能，低成本的钠离子电池，该电池可以在整个电网中快速有效地存储和分配由太阳能电池板和风力涡轮机产生的能量。
存在这种状态的想法是在大约一个世纪前提出的，但是直到2018年，科学家才能够证明这一点。他们使用了专门设计的电池来检验他们的假设。研究人员在新闻稿中解释说：“ Natron Energy为这项研究提供的电池具有非常规的阳极设计，该阳极是其两个电极之一。”
与在锂离子和钠离子电池中看到的不同，阳极通常是碳基的，本实验中的阳极是由锰，碳和氮等元素的混合物组成的。另一方面，阴极包含铜，氮，碳和铁。这些基于过渡金属的材料具有表现出各种带电状态的能力。
“将这种材料用于电池中的两个电极的直接好处之一是，两个电极都没有从根本上限制设备的功率容量，循环寿命或设备成本，” Natron Energy首席执行官Colin Wessells说。媒体声明。
根据韦塞尔（Wessells）的说法，该电池能够在非常快的五分钟放电中释放高达90％的总能量，并在1000个循环中保持其放电容量的95％。
如此高的性能令研究人员感到困惑，以至于他们决定测试1928年的理论是否表明锰可以所谓的“ 1-正”或“单价”状态存在，这意味着处于该状态的锰原子仅会丢失一个电子是可能的。这个想法是不寻常的，因为通常已知锰原子在化学反应中会释放两个或多个电子，或者不释放电子，而不仅仅是一个。
为了进行测试，他们使用了被称为“原位共振非弹性X射线散射”或iRIXS的系统，该系统为材料的内部化学性质提供了高灵敏度的探针。结果表明，在电池充电和放电周期中，电子具有明显的对比。
“对iRIXS结果的分析不仅证实了锰1+态；而且它也表明引起这种状态的特殊情况使电子更容易在材料中传播。纽约大学的物理学家安德鲁·雷（Andrew Wray）说，这可能就是为什么这种异常的电池电极性能如此之好。
基于这些发现，Natron Energy已经在研究用于实验的电池的商业原型。
通过Mining.com
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