研究人员解锁“硅酸盐魔法”，打造更安全、更便宜、更高效的电池
世界正在迅速向可再生能源转型，但也存在不足。太阳能发电在夜间会减弱，风能发电量时强时弱。需要开发新技术，在电网有余电时储存电能，在电能不足时使用电能。可充电锂离子电池在日常生活中发挥着至关重要的作用，为从智能手机到电动汽车的各种设备供电。然而，它们依赖的资源有限，如锂、镍和钴，这引发了人们对可持续性和成本的担忧。
伍斯特理工学院詹姆斯·曼宁化学工程教授肖伟滕正在带领一个团队探索用于电网储能的新型电池技术。该团队最近在ChemSusChem上发表的研究结果表明，铁在用电解质添加剂硅酸盐处理后，可以形成高性能碱性电池阳极。铁是地壳中仅次于铝的第二大金属，其可持续性远高于镍和钴。仅在美国，每年就从废料中回收约 4000 多万公吨的钢铁。
滕指出，铁已经被用作铁镍碱性电池的碱性电池阳极，这种电池由托马斯·爱迪生在 20 世纪发明，但由于充电过程中会形成氢气，放电过程中会形成惰性氧化铁，因此其能源效率和存储容量较低。
“你肯定不希望在给电池充电时产生氢气，”滕说。“这会大大降低电池系统的能源效率。如果不解决这些技术难题，铁碱性电池对于与电网相结合的现代储能系统来说就不那么有吸引力了。”
在 10 月 7 日的ChemSusChem封面故事中，研究小组报道说，在电解质中添加硅酸盐可以让他们给电池充电而不会产生氢气。
伍斯特理工学院 (WPI) 博士生、论文第一作者 Sathya Jagadeesan 表示，硅酸盐是一种硅和氧的化合物，长期以来一直被用作玻璃、水泥、绝缘材料和洗涤剂中一种廉价而简单的添加剂。研究小组发现，硅酸盐还能与电池电极发生强烈相互作用，并抑制氢气的产生。
滕表示，这一新工艺可以改善铁空气和铁镍电池中的碱性铁氧化还原化学反应，以用于微电网或单个太阳能或风力发电场等储能应用。
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