港中大研发出金属空气电池!拥有高能量密度和成本低
香港中文大学14日公布,研发出安全高效长寿的有机材料钾空气电池,以有机材料钾联苯(Potassium Biphenyl)配合物,取代金属为负极,为可再生能源如太阳能及风能的储存系统,提供了安全有效的技术基础。这项研究成果近日刊登于著名科学期刊《自然材料科学》(Nature Materials)中。
港中大指出,近年不少科学家致力研发容量大、长寿、以及安全的电池,以取代现时常用的锂离子电池。由金属如锂、钠、钾等跟氧气组成的空气电池,拥有高能量密度和成本低等优势,是支持大规模储存能源、储存太阳能,以至驱动电动车发展的关键;然而业界一直未能解决生命周期短、空气电极不稳定以及金属易燃的缺点,令二次金属空气电池的研究停滞不前。
▲有机材料钾空气电池示范。(图/翻摄自香港中文大学网站)
这项研究团队的领导者是机械与自动化工程学系卢怡君教授,在过去四年多,她的团队深入研究金属空气电池的不稳定原因,钾联苯复合氧(Potassium Biphenyl Complex–Oxygen)电池。这种电池具有前所未有的生命周期,当有机负极遇上水或常用的化学溶剂二甲基亚砜(Dimethyl Sulfoxide, DMSO)时,不会着火,大大提升电池的安全度。
港中大表示,钾联苯复合氧电池可以应用于大规模的储电系统、中小型的充电站,更可以应用于可再生能源之收集,包括太阳能及风能。
▲卢怡君教授(中)及研究团队。(图/翻摄自香港中文大学网站)
卢怡君教授表示:「钾联苯复合氧电池是解决可再生能源供应不稳定的一个重要方法,能增加储存环保能源的弹性,带动环保能源的普及使用,长远代替化石燃料,推动可持续发展。我们希望将此研发技术推广应用至其他的碱金属空气电池上,进一步改善其电池电压和能量密度。」
卢怡君2007年于台湾国立清华大学取得材料工程学系本科学位,并于2012年在美国麻省理工学院材料科学及工程学系取得博士学位。自2013年起,受聘于美国麻省理工学院为附属研究员,现为港中大机械与自动化工程学系助理教授。