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      這些易碎的未來派的電池在使用少量油的情況下運(yùn)行時(shí)間更長
      
			
      
				2018-11-17 12:21:36
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			  來源：ScienceNews
			
      
		
      
				
		
      
			
      使用鋁和氧的電池通常壽命短，壽命短。但是一種新的設(shè)計(jì)可以幫助這些高能量設(shè)備持續(xù)使用。
      

      鋁空氣電池是新一代不可充電電池的有希望的候選，因?yàn)樗鼈兎浅］p和緊湊。然而，這些電池并沒有被廣泛使用，因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)部部件會互相快速降解。在11月9日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的新鋁空氣裝置中，油作為電池腐蝕部件之間的緩沖，大大延長了設(shè)備的使用壽命。這種改進(jìn)的一次性電池可以為電動汽車提供備用電源，也可以為偏遠(yuǎn)的非電網(wǎng)地區(qū)提供能源。
      

      

      “這是一個(gè)非常聰明的設(shè)計(jì)，”俄亥俄州立大學(xué)(Ohio State University)的化學(xué)家吳一英(Yiying Wu)說。他說，油緩沖裝置還可能改善其他類型的容易自我腐蝕的金屬空氣電池，比如鋅空氣電池。
      

      每個(gè)鋁空氣電池包含兩個(gè)電極，一個(gè)鋁陽極和一個(gè)陰極，由一種叫做電解質(zhì)的液體分開。從空氣中吸出的氧分子進(jìn)入陰極，在那里它們與從陽極流過電解質(zhì)的電子和鋁粒子發(fā)生反應(yīng)，釋放能量為電子提供動力。不幸的是，當(dāng)電池處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，水電解質(zhì)會侵蝕鋁陽極。
      

      “它本質(zhì)上就像一個(gè)生銹的工具，”這項(xiàng)研究的合作者、華盛頓美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室的機(jī)械工程師布蘭登·霍普金斯說他在麻省理工學(xué)院做過這項(xiàng)工作。“如果你把鋁或者任何金屬放入水中，它就會開始生銹和腐蝕。”因此，鋁空氣電池在架子上放置一個(gè)月就會損失80%的電量。
      

      霍普金斯和他的同事通過在電池電極之間插入聚合物薄膜，制造出了一種更耐用的鋁空氣裝置。當(dāng)電池為設(shè)備供電時(shí)，電解液會從儲層中泵入薄膜兩側(cè)的區(qū)域。當(dāng)電池不使用時(shí)，電解液就會從鋁陽極旁邊的膜側(cè)流出，然后油就會流進(jìn)來代替它。這種油可以保護(hù)鋁不受膜另一側(cè)電解質(zhì)的影響。一旦電池重新啟動，油就被抽出并儲存起來，電解液就會回流。
      

      在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，霍普金斯的團(tuán)隊(duì)使用了這種新型電池，以及一種沒有油緩沖的鋁空氣電池，每隔5分鐘使用一次，間隔24或72小時(shí)。傳統(tǒng)電池內(nèi)部的電解質(zhì)在短短幾天內(nèi)通過鋁陽極被吸收，電池就死亡了。但裝有油的電池內(nèi)部的電解質(zhì)腐蝕鋁陽極的速度要慢得多，電池工作了幾個(gè)星期后，電池的能量才完全耗盡。
      

      單個(gè)電池原型的能量輸出可以通過制作一個(gè)更大的版本或者在一個(gè)電池組中堆疊多個(gè)電池來增加。“研究人員仍然需要調(diào)查全尺寸電池組的性能、成本和可靠性，”Wu說。
      

      霍普金斯說，這種輕型電池除了可以作為電動汽車的應(yīng)急電源外，還可以為遠(yuǎn)程無人機(jī)提供動力。鋁空氣電池還可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)的軍事人員和平民提供離網(wǎng)能源。
      
			

			
        
      
			
      
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