“终极电池”研究迈进一大步
- 发布时间：2015-10-31 01:30:36 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报北京10月30日电 （记者常丽君）据英国剑桥大学最新消息，该校科学家开发出一种可在实验室运行的锂—氧电池工作系统，能量密度极高，效率达90%以上，迄今为止可充放电超过2000次。在最新一期《科学》杂志上，研究人员介绍了这一成果。
锂—氧电池，或称锂—空气电池，一直被奉为“终极电池”，因为其理论能量密度高，是锂离子电池的10倍，堪比汽油，用作电动汽车电池的话，成本和重量仅是目前所用汽车电池的1/5。但在它替代汽油之前，还有许多实际问题需要解决。以往的系统效率很低，化学反应不理想，而且只能用纯氧气循环。
新系统的电极由多孔蓬松的石墨烯制成，通过氢氧化锂而不是过氧化锂循环反应，加入微量水和碘化锂作“中介”，大大减少了会损害电池的化学反应，从而更加稳定高效。系统充放电之间的“电压差”缩小到0.2伏，首次循环充放电效率高达93％，接近锂离子电池。石墨烯电极还大大提高了电池容量，并在一定程度上提高了充放电速度。
论文高级作者、剑桥大学化学系教授克莱尔·格雷称，这些成果是锂—空气电池技术中的重大进步，开拓了全新的研究领域。
研究人员指出，虽然新研究为开发出实际应用设备指明了路径，但目前还有一些问题需要解决。如对金属电极的保护问题，锂金属树枝状生长，会导致安全问题，让电池爆炸或短路。此外，演示系统仍然只能以纯氧循环，空气中所含的二氧化碳、氮气和水分都对金属电极有害。论文第一作者、剑桥大学化学系的刘韬（音译）说，虽然还有大量工作要做，但这些问题都有解决方法。
研究人员也指出，研究很有前景，但要真正造出锂—空气电池，至少还要10年。
总编辑圈点
新的设计路径确实将锂—空气电池又向前推进了一步，但研究人员对“终极电池”商业化的时间仍很保守——10年。失望吗？别忘了，任何革命性的、改变人类生活方式的科技成果都不是一蹴而就的。近日，有人旧事重提——汽车发明前后，广受推崇的竟是独轮汽车设计，然而，最终跑遍天下的却是我们习以为常的四轮现代汽车。同理，现在看来有重大进步的设计路径，可能被以后某个全新的方案替代并颠覆。变化是永恒的，不变的，是公众的那颗耐心。
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