瑞士寻获新型抗腐蚀材料，盼提升铝电池应用与效率
2018年05月14日 11:9 17685次浏览 来源： 科技新报 分类： 铝相关资讯
科学家致力于发展低成本、高效与安全电池，而身为锂离子电池后起之秀，也有不少科学家关注并不断研发铝电池（aluminium batteries），其中瑞士联邦材料科学技术实验室（Empa）与苏黎世联邦理工学院（ETHZ）已找出两种材料，可望提升铝电池效率与增加用途广泛性。
根据在《Advanced Materials》报告，氮化钛（titanium nitride）与聚芘（Polypyrene）为良好替代材料，前者为导电性高与耐腐蚀性强的合成陶瓷材料，由常见的钛和氮元素组成，且易于制造；后者则为碳氢化合物，储存容量可与石墨相竞争，可做为电池正极材料。
由于铝电池电解质腐蚀性极强，甚至可腐蚀不锈钢与金，因此科学家正在寻找替代材料或是抗腐蚀材料。而氮化钛可是说是该研究的突破口，该材料比不锈钢更有效阻挡腐蚀性电解质，同时也能以薄膜生产，如此一来就可以覆涂在电池上的聚合箔（polymer foils），ETHZ 功能性无机材料教授 Maksym Kovalenko 认为，研究可进一步提升氮化物的多功能性。
科学家已成功在实验室打造氮化钛铝电池（见首图）。Kovalenko 指出，氮化钛也可以用在金属导体，甚至能将其印刷在塑料上，其潜在应用也不限于铝电池，也可用在钠基电池、镁基电池或高压锂离子电池。
▲ 聚芘的分子结构。
第二种材料聚芘则为聚合物分子结构，当其分子链无序聚集时，聚芘会具有导电性。Kovalenko 表示，分子链之间存有许多空间，可让电解质中较大离子能够渗入电极材料。团队则认为聚芘和氮化钛都是可挠式材料，可望用于可挠式电池，但目前该材料仍处于实验室阶段。
这两项材料发展皆有望提升再生能源的储能应用。当日照强烈与风大时，储能技术可有效储存电力，以免发生缺电或是绿能供过于求的窘境。虽然在储能技术中，锂离子电池效率高，也是当今最为广泛技术，但由于锂矿地球含量比镁、钠与铝还要低，萃取也具困难性，锂离子电池并不适合大范围使用。
报告指出，目前迫切需要低成本和可大规模应用的固定式电力储能设备，为此目标，现在已有一波新型电池研发浪潮，而这些电池大多是由地表含量高且易于制造的零件组成。
责任编辑：于璐
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