#新能源材料周報#來給電池上道有機的“剩菜”

1.來給電池上道有機的“剩菜”

Organic waste for sustainable batteries

亥姆霍茲研究所的烏爾姆卡爾斯魯厄技術學院的Stefano Passerini 和 Dr. Daniel Buchholz教授發明了一種新的鈉離子電池。他們利用吃蘋果剩下的部分做出了一種碳基負極，并在負極上鍍了幾層的鈉的氧化物涂層。經過超過1000次的充放電后，電極的性能仍保持良好。

這種新電池比鎳金屬氫化物、鉛蓄電池的性能更好，并且可以作為鋰離子電池的替代品。與鋰離子電池相比，制作這種新電池并不需要引入鈷元素，成本更低、安全性更好。

相關成果發表在ChemElectroChem and Advanced Energy Materials上。

2.新材料增加電池壽命

New material to enhance battery life

由Evgeny Antipov教授（俄羅斯科學院的通訊會員和MSU電化學系主任）指導的研究團隊近日發明了一種獨特的晶體結構，鋰離子可以快速的通過晶體的空隙和通道。擁有這樣晶體結構的陰極材料展現出很高的充放電率（低至90秒），并保留超過75%的初始特定容量。由于其形貌和成分得到了優化，這種新材料可能成為知名商業化的高功率陰極材料NASICON的有力競爭者。

相關成果發表在Chemistry of Materials上。

3.花粉，從過敏原到電池電極的蛻變

From allergens to anodes: pollen derived battery electrodes???

普度大學的教授Vilas Pol和博士生Jialiang Tang成功地將花粉這一過敏原制作成電池的陽極。花粉的特殊微觀結構使得陽極變現出眾。

研究者們使花粉在高溫下碳化，然后再在300攝氏度有氧條件下對碳化產物“激活”，由此制得陽極材料。石墨的理論容量是每克372毫安時，而教授Pol發明的陽極在充電一小時后就達到了200毫安時，一個小時的充電就可以達到全部容量的一半以上，而完成完全充電需要10個小時。

相關成果發表在Nature's Scientific Reports上。

4.新方法，新可能

Novel synthesis method opens up new possibilities for Li-ion batteries

鋰離子電池因其能量密度高被廣泛應用于移動產品，但是制作鋰離子電池所需要的鋰鈷氧化物成本很高。鈦酸鋰和磷酸鐵鋰有望作為下一代鋰離子電池的電極材料，目前的主要難題是這些新材料的導電性并不令人滿意。東部大學的科學家成功地應用了一種新的方法，科學家們制作出納米、高表面面積的鈦酸鋰晶體材料，并對其摻雜了高導電性物質。這種新的電極材料表現良好。

相關成果發表在Alloys and Compound上。

5.鋰離子電池中的物質對土壤細菌有害

Lithium battery component found to harm key soil microorganism

人類大量地使用鋰離子電池，那么它對生態環境的危害有哪些呢？Robert J. Hamers教授（威斯康星大學麥迪遜分校）研究了鎳、錳、鈷的氧化物組成的混合物對土壤中希瓦氏菌的影響，這是一種生命力頑強、可以將金屬離子轉變為營養物質的細菌。結果顯示希瓦氏菌的生長和呼吸受到了抑制。在電動交通工具中大約有70至80磅的混合金屬氧化物，Robert J. Hamers教授認為怎樣才能避免鋰離子電池進入垃圾場將會是一個急需解決的問題，因為那些電池將會在垃圾場中分解，進入土壤。

相關成果發表在Chemistry of Materials上。

6.以金屬氧化物為原料的太陽能電池

Engineers use rust to build a solar-powered battery

之前，金氧化物太陽能電池將光子轉變為電子的效率并沒有硅太陽能電池高。William Chueh助理教授領導的團隊發現了提高金屬氧化物太陽能電池效率的方法。研究員們發現當金屬氧化物太陽能電池的溫度升高時，電子流過金屬氧化物的速度將會加快，其效率將會增加，而硅太陽能電池則相反。在將金屬氧化物太陽能電池和電解水兩個過程的結合試驗中，研究員發現加熱后產生氫氣的速度是不加熱的兩倍。

相關成果發表在Energy & Environmental Science上。

7.新型蜂窩設計助航熱化學儲能

Novel honeycomb design for better thermochemical energy storage capabilities

歐洲的研究人員已經成功地設計和驗證了一個創新性的氧化熱化學儲能器/換熱器，雖然存儲容量相對較低，但這個概念在現實條件下首次被驗證。

該團隊的工作包括生產氧化還原的蜂巢和反應器/換熱器系統的配置，以及后重組。

單片蜂窩結構的優點，是可以提供簡單的反應器設計。在充電過程中，由于太陽接收器提供的最高溫度約為700度，為達到溫度為1000度的充電反應，燃燒器被用來提供額外的熱量。后重組技術未來商業化的成功很大程度上取決于發展的下一代/高溫/高效CSP技術。

8.有機太陽能電池的突破為自己掙得表現空間

Organic solar cell breakthrough gives big performance boost

以色列技術學院研究人員的專利使有機太陽能電池的效率提高到50%，并會極大推動太陽能發電作為主要能量來源的可行性。

有機光伏電池通過有機分子將太陽能轉化為電能，但有機光伏電池的效率和電力生產受結構方面限制。研究員已經開發了一種新的系統，使太陽能轉換成電流效率從10%提高到15%，并增加0.2伏的電池電壓。

通過不斷增加其固定位置在系統中的電極之間的能量差距，研究人員能夠提高電壓，從而使系統功率增加。