金属网眼突破可以解决充电电池问题

由于MIT和其他机构的研究人员的新发现，一种电池首先发明了近五十年前的电池可以弹射到能量存储技术的最前沿。由Felice Frankel修改的插图

由于MIT和其他机构的研究人员的新发现，一种电池首先发明了近五十年前的电池可以弹射到能量存储技术的最前沿。基于由钠和氯化镍制成的电极和使用新型金属网膜的电池可用于网格级安装，以制造间歇电源，如风和太阳能能够提供可靠的基准电力。

目前正在报告的调查结果在自然能源中，由MIT教授唐纳德·尸体，博士后尹和Brice Chung，以及其他四位。

虽然基于液体钠电极材料的基本电池化学是在1968年首次描述的，但由于一个显着的缺点，该概念从未被视为一种实用的方法：它需要使用薄膜来分离其熔融组分，并且唯一已知的材料具有所需性能的膜是脆性和脆弱的陶瓷。这些纸薄膜使电池太容易在现实世界的操作条件下损坏，所以除了几个专业的工业应用外，系统从未被广泛实施。

但是，尸体和他的团队采用了不同的方法，意识到该膜的功能可以通过特殊涂层的金属网，更强大，更柔韧的材料进行，这些材料可以坚持在工业规模存储系统中使用的严谨性。

“我认为这是一个突破，”Sadoway说，因为这是第一次五十年来，这类电池 - 其优势包括廉价，丰富的原材料，非常安全的操作特性，以及经历许多充放电循环的能力没有退化 - 最终可能是实用的。

虽然一些公司继续为专门用途制造液体钠电池，但由于陶瓷膜的脆弱性，“成本保持高昂，”材料化学的材料化学教授萨达韦伊说。“没有人真正能够使这种过程工作，”包括GE，在放弃项目之前花了近10年的工作。

撒母龙和他的团队探讨了熔融金属电池中不同组件的各种选择，它们使用铅化合物的一试之一的结果感到惊讶。他说：“我们打开了电池并发现了液滴”，其中“将不得不是熔融铅的液滴”，“他说。但是，如预期的那样，该化合物“用作电极”，而不是用作膜，而是活跃地参与电池的电化学反应。

“这真的睁开眼睛完全不同的技术，”他说。膜已经进行了其作用 - 选择性地允许某些分子在阻挡其他分子的同时以完全不同的方式通过其电性能而不是基于材料中的孔的尺寸而不是典型的机械分选。

最后，在尝试各种化合物之后，该团队发现涂有氮化钛溶液的普通钢网可以执行先前使用的陶瓷膜的所有功能，但没有脆性和脆性。结果可以为大型可充电电池提供全套廉价且耐用的材料。

他说，使用新型膜的使用可以应用于各种熔融电极电池化学物质，并为电池设计开辟了新的途径。“您可以建立硫磺类型的电池或钠/氯化钠类型的电池，而无需诉诸使用脆弱，脆弱的陶瓷 - 即改变一切，”他说。

该工作可能导致足够大的电池足以使电网尺度存储的间歇性，可再生电源实用，同样的底层技术也可以具有其他应用，例如用于某些类型的金属生产，Sadoway说。

Sadoway警告说，这种电池不会适合一些主要用途，例如汽车或手机。它们的强点是大，固定安装，其中成本是至关重要的，但大小和重量不是，例如公用事业尺度负载调平。在这些应用中，廉价的电池技术可能会使百分比更大的间歇可再生能源，以取代Baseload，始终可用的电源，现在由化石燃料占主导地位。

该研究团队还包括中国武汉大学的费辰，麻省理工学院研究科学家Takanari Outhi，以及Postdocs Ji Zhao和Nobuyuki Tanaka。该工作得到了法国石油公司总计的支持。

出版物：Huayi Yin等，“液态金属位移电池的游览选择性膜”自然能源（2018）DOI：10.1038 / S41560-017-0072-1