可與鋰電相媲美！全新質子電池能量密度提高了 3 倍 還更便宜可回收

(資料圖)

財聯社 7 月 26 日訊（編輯 黃君芝）皇家墨爾本理工大學（RMIT）的工程師們表示，他們已經將廉價、可充電、可回收的質子流電池的能量密度提高了三倍，現在可以挑戰市售鋰離子電池 245Wh/kg 的比能量密度。

早在 2014 年，這個團隊的設想就曾向外界展示——當時公布了基于氫的質子流電池的首個概念驗證。從本質上講，這是一種利用氫儲存能量的不同方式。質子電池的工作原理有點像可逆燃料電池，在充電時接受水，分離出帶正電的氫離子并釋放氧氣。

此時，大多數氫氣系統會讓這些離子結合成氫氣，然后消耗能量將其壓縮、超冷液化或進一步加工成氨。質子電池則將氫質子直接儲存在浸泡在稀酸中的多孔固體活性炭電極的孔中。電池放電時只需加入氧氣，能量就會隨著水的產生而釋放出來。

在他們最新的研究中，RMIT 的研究人員研究了質子電池如何工作的基本原理，并提出了一些改進的想法。根據這篇論文，這些想法包括在電極制備之前對活性炭粉末進行真空干燥，以去除材料中的水分，在操作期間將整個電池輕度加熱到 70 ° C，并用更薄的 GDL 纖維片替換氧側氣體擴散層（GDL）。

他們說，這樣做的好處是巨大的，單位重量的質子電池儲存的能量幾乎是上一版本質子電池的三倍，" 比以前文獻報道的使用酸性電解質的最高電化學儲氫量高出一倍多。密度為 882 焦耳 / 克，大致相當于 245Wh/kg，與目前市場上的優質商用鋰電池相當 "。

那么一旦質子電池商業化，它會有什么優勢呢？與高壓氣體、持續沸騰的低溫液體或腐蝕性極強的氨相比，質子電池是一種非常安全穩定的氫氣運輸方式。它的壽命很長，充電也很快。

不僅如此，它的成本相對較低，因為不需要鋰或任何其他稀有金屬，而且可以使用豐富的材料和廉價的制造工藝來制造。而且，它還將是 100% 可回收的。最新研究成果已于近期發表在了《電源雜志》上。

首席研究員、皇家墨爾本理工大學教授 John Andrews 在一次新聞發布會上說：" 我們的電池單位質量的能量已經可以與商用鋰離子電池相媲美，同時也更安全，對地球也更好，因為可以減少從地下開采資源。"

" 我們的電池還可以快速充電，" 他繼續說道，" 我們的質子電池使用的主要資源是碳，碳儲量豐富，在所有國家都可以獲得，與鋰、鈷和釩等其他類型的可充電電池所需的資源相比，碳價格便宜。質子電池也沒有報廢的環境問題，因為所有的組件和材料都可以再生、再利用或回收。"

盡管如此，該團隊仍在努力實現質子電池的商業化。Andrews 說：" 我們期待與 ldor Corporation（全球主要汽車制造公司的合作伙伴）合作，在墨爾本和意大利進一步開發這項技術，生產出存儲容量能夠滿足一系列家用和商用需求的原型電池。這項合作的目的是將系統從瓦級擴大到千瓦級，并最終擴大到兆瓦級。"