安全、可持续的可再生能源储存

随着可再生资源的增加，当今社会正致力于应对能源危机和减少对化石燃料的依赖，能源储存正迅速成为一种必要条件。

然而，目前的储能解决方案，如锂离子(Li-ion)电池，由于成本较高和特定应用的技术要求，无法满足大规模能源性能的要求。

最近，由麻省理工学院的一个团队领导的一组研究人员开发了一种新型的快速充电电池，这种电池由相对便宜的丰富材料组成，可以满足当今世界的可持续能源存储需求。

电池的电极由铝、硫以及熔盐组成。这项研究发表在杂志上自然其中包括来自田纳西州、肯塔基州、加拿大和中国的研究人员的贡献。

我想发明一种比锂离子电池更好、更好的东西，用于小规模固定存储，并最终用于汽车。

Donald Sadoway，麻省理工学院John F. Elliott材料化学名誉教授

充电快铝

使用铝来开发新型电池的决定相对简单，因为该团队最初是在寻找地球上储量丰富的金属，而铝符合地球上储量最丰富的金属的要求，而且在商业市场上很容易买到。

此外，锂因其重量轻、电化学电位高而主要用于电池，但由于锂离子电池中使用的易燃电解质，锂容易产生枝晶，导致短路甚至起火。

因此，Sadoway和他的团队希望确保他们使用的第二个电极和电解质材料也是安全的。

我们不打算使用易挥发、易燃的有机液体，这种液体有时会在汽车和锂离子电池的其他应用中导致危险的火灾。

Donald Sadoway，麻省理工学院John F. Elliott材料化学名誉教授

硫因其成本低廉而成为电极的最佳竞争者，而电解质则选择了熔盐，因为它们比传统的电解质材料更安全，熔点相对较低——仅高于水的沸点。

在铝硫电池的研究和开发过程中，该团队展示了一些显著的成果，例如快速充电能力以及电池承受大量充电循环的潜力。

至关重要的是，对于可扩展性而言，铝硫电池预计的电池级成本不到当前锂离子电池的六分之一。此外，由于所选材料的丰富，它们可以在道德上获得，并在适度升高的温度下运行良好，这一组合满足了可充电、廉价、耐火、可回收电池的要求。

熔盐的好处

尽管研究小组选择熔盐主要是因为它们的熔点低，但他们很快就注意到这也有一个显著的好处。这种新型电池在防止树突形成方面表现得尤为出色。

氯铝酸盐熔融盐本质上是让这些失控的树突消失，同时也允许快速充电，Sadoway解释道。

我们在非常高的充电速率下做了实验，充电时间不到一分钟，而且我们从来没有因为树突缩短而丢失过电池。

Donald Sadoway，麻省理工学院John F. Elliott材料化学名誉教授

虽然团队的动机不是为了克服枝晶问题，但这是一个有益的惊喜，使团队能够解决困扰传统锂离子电池的问题。

熔盐还允许电池在所需的温度下工作，而不需要额外的能源，这使电池成为各种储能应用的理想选择，包括为单个家庭或小型企业设施供电。这标志着该电池在家庭和小规模商业应用中作为可再生能源的安全、可持续存储。

这种新的创新电池技术现在是由Sadoway联合创立的一家名为Avanti的分拆公司的基础，该公司已将专利授权给该系统。阿凡提的第一项业务是证明电池技术能够大规模工作。

参考资料及进一步阅读

庞琪，孟，J.，古普塔，S.，洪X.，郭志强，et al .,(2022)抗树枝状短路的快速充电铝硫电池。自然，[在线]608(7924)，第704-711页。可以在:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04983-9

钱德勒，D. (2022)低成本电池的新概念．麻省理工学院。可以在:https://news.mit.edu/2022/aluminum-sulfur-battery-0824

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