新的锌-木质素电池是稳定的，因为它可以使用超过8000次循环，同时保持约80%的性能。研究人员开发的屏障很小，但技术是可扩展的。来源:托尔退缩了
瑞典link?ping大学的研究人员开发了一种由锌和木质素制成的电池，可以充电8000多次。这项创新旨在提供一种经济实惠且环保的电池替代品，特别是在电力供应有限的地区。研究结果发表在《能源与环境材料》杂志上。
“太阳能电池板已经变得相对便宜，低收入国家的许多人已经采用了它们。然而，在赤道附近，太阳在下午6点左右落下，家庭和企业没有电。我们希望这种电池技术，即使性能低于昂贵的锂离子电池，最终将为这些情况提供解决方案，”link?ping大学有机电子学教授Reverant Crispin说。
电池材料的进展
他在有机电子实验室的研究小组，与卡尔斯塔德大学和查尔默斯大学的研究人员一起，开发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，它与铅酸电池相当，但不含有毒的铅。
有机电子实验室的研究人员Reverant Crispin和Ziyauddin Khan说。来源:托尔退缩了
电池很稳定，因为它可以使用超过8000次循环，同时保持约80%的性能。此外，这种电池可以保持大约一周的电量，比其他类似的锌基电池在几个小时内放电的时间要长得多。
虽然锌基电池已经进入市场，主要是作为不可充电电池，但从长远来看，当适当引入可充电特性时，预计它们将补充并在某些情况下取代锂离子电池。
成本效益及循环再造
“虽然锂离子电池在处理得当的情况下是有用的，但它们可能具有爆炸性，难以回收，并且在提取钴等特定元素时，在环境和人权问题方面存在问题。因此，我们的可持续电池提供了一个很有前途的替代方案，能量密度不是关键，”刘大学有机电子实验室的研究员Ziyauddin Khan说。
锌电池的问题主要是耐用性差，因为锌与电池电解质溶液中的水发生反应。这个反应导致氢气的产生和锌的枝状生长，使电池基本上无法使用。
为了稳定锌，使用了一种叫做聚丙烯酸钾基聚合物水盐电解质(WiPSE)的物质。link?ping的研究人员现在已经证明，当WiPSE用于含有锌和木质素的电池时，稳定性非常高。
“锌和木质素都非常便宜，而且电池很容易回收。如果你计算每个使用周期的成本，与锂离子电池相比，它是一种极其便宜的电池，”Ziyauddin Khan说。
目前，实验室开发的电池都很小。然而，研究人员相信，由于木质素和锌的丰富和低成本，他们可以制造出大约汽车电池大小的大型电池。然而，大规模生产将需要一家公司的参与。
虔诚的克里斯平断言，瑞典作为一个创新型国家的地位使其能够帮助其他国家采用更可持续的替代方案。
“我们可以把帮助低收入国家避免犯我们曾经犯过的错误视为我们的责任。当他们建设基础设施时，他们需要立即开始使用绿色技术。如果引进不可持续的技术，它将被数十亿人使用，导致气候灾难，”Reverant Crispin说。
参考文献:“用于长寿命可充电水性锌-木质素电池的聚合物水盐电解质”，作者:Divyaratan Kumar, Leandro R. Franco, Nicole Abdou, Rui Shu, Anna Martinelli, C. Moyses Araujo, Johannes Gladisch, Viktor Gueskine, Reverant Crispin和Ziyauddin Khan, 2024年5月7日，能源与环境材料。DOI: 10.1002 / eem2.12752
资助:Knut och Alice Wallenberg stifelse, Wallenberg Wood Science Center, vetenskapsratdet, Stiftelsen ?forsk，瑞典政府在Vinnova link?ping大学的先进功能材料(AFM)战略研究领域
