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这是完美的电池吗？

时间：2022-04-06 12:16:12 来源：

对完美电池的追求仍在继续。越来越多地被称为能量存储的圣杯，它需要能量密集，便宜且耐用。现有的电池通常在这些方面中的至少一个方面不合格，尽管锂离子电池的能量密度和耐用性高，但锂离子电池的价格昂贵，而铅酸电池例如寿命短且能量密度低。现在，来自斯坦福大学的一组科学家表示，他们可能已经提出了圣杯：一种同时具有能量密集，廉价和耐用的电池。一个重要的好处是电池易于扩展。

由材料科学教授Yi Cui的实验室及其团队（由Wei Chen领导）开发的电池使用锰作为水溶液中的电解质。电池充电时，电解会将水从溶液中分解为氢和氧。电解液中的锰与氧结合并粘在碳阴极上。氢气是能量存储在电池中的形式。在放电过程中，锰离子重新溶解到电解液中，而氧气和氢气又变成水。

根据该团队的说法，其电池的能量密度为140 Wh / kg，生命周期为10,000个充电/放电循环。至于成本，该研究的资深作者估计，存储足够的电能以为100W的灯泡供电12小时将花费一分钱。这款电池最好的一点是，它可以轻松地用于存储可再生能源的能量，并在需求高峰时段将其放电。这将取代目前常用的按需发电厂，但要以更高的二氧化碳排放为代价。

能源部已经认识到电池存储的好处，并已制定了网格规模存储的要求，所有电池制造商都迫切需要满足这些要求。其中包括每小时存储和放电至少20 kW的容量，至少5,000次循环的耐用性以及至少10年的使用寿命。至于成本，美国能源部估计每千瓦时100美元是使此类存储在商业上可行的最高成本。

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斯坦福实验室的电池比其他替代电池便宜，因为它使用了锰和氢等丰富的元素。由于其相对简单的结构，它也很容易缩放，并且具有耐用性。但是可扩展性是要付出代价的：原型机使用铂作为催化剂，而铂金虽然目前相对便宜，但远不及锰便宜，并且使水基电池的总成本超过了100美元。此外，制造这种网格规模的电池可能比原型更昂贵，但研究人员已经在研究降低其发明成本的方法。

他们已经找到了铂催化剂的替代品，现在正在阴极上工作，测试不同的材料，以进一步提高电池性能。本发明当然听起来很有希望，并且可能优于其他最近的电池原型，这些原型在构成完美电池的三个方面之一中均未达到要求。现在，只需在实验室外证明它是可行的。


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