韓國浦項科技大學材料科學與工程系研究團隊成功開發(fā)出一種高容量、高效率的全固態(tài)鈉空氣電池，無須特殊設備就能可逆地利用鈉（Na）和空氣。相關論文發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

蓄電池在電動汽車和儲能系統(tǒng)等綠色技術中具有廣泛應用。“金屬—空氣電池”被稱為下一代高容量蓄電池，可從地球上的氧氣和金屬等豐富資源中獲取電力。但金屬和氧氣反應的副產(chǎn)品中有碳酸鹽，會堵塞反應通道，阻礙氧氣進一步反應，從而影響了電池效率。

為解決這個問題，金屬—空氣電池通常需要額外設備，如氧氣滲透膜，以凈化氧氣或選擇性地利用大氣中的氧氣。

在本研究中，團隊使用了一種名為NASICON的固體電解質(zhì)。NASICON由鈉、硅（Si）和鋯（Zr）等元素組成，能在固體中進行離子移動，同時表現(xiàn)出很高的電化學性能和化學穩(wěn)定性，有效解決了碳酸鹽堵塞問題。

利用這種固體電解質(zhì)可使鈉金屬電極免受空氣影響，并促進碳酸鹽分解，無須額外特殊設備來過濾氧氣。碳酸鹽參與的可逆電化學反應可提高工作電壓，從而提高電池的能量密度，同時顯著降低充電和放電過程中的電壓間隙，提高了能源效率。

研究人員表示，這種基于固體電解質(zhì)的電池平臺可在環(huán)境條件下保持穩(wěn)定，提供寬電壓范圍，有望引領全固態(tài)金屬－空氣電池步入“下一代”。

由高容量、高效率全固態(tài)鈉空氣電池供電的電動汽車充電站。

圖片來源:物理學家組織網(wǎng)

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