近期,美国伊利诺伊大学芝加哥分校(the University of Illinois at Chicago)的研究者首次证明,利用二硫化钼作为阴极催化剂,与混合电解质结合,能有效缓解传统锂-二氧化碳电池(Lithium-carbon dioxide batteries)的循环障碍,使之可以进行充电,且充放电次数高达500次。
锂-二氧化碳电池是一种十分有吸引力的储能系统,除了能量密度是普通锂离子电池的7倍以上外,还可以利用二氧化碳进行发电。不过,其充放电过程中仍存在较大缺陷,到目前为主,也没有人开发出一个可以充电的锂-二氧化碳电池原型。
锂-二氧化碳电池在放电时会产生碳酸锂和碳,在充电过程中,碳酸锂会循环再利用,但是碳会堆积在催化剂上,最终导致电池出现故障。美国大学UIC工程学院研究生Alireza Ahmadiparidari介绍,碳的堆积不仅妨碍了催化剂的活性位点,阻止二氧化碳的扩散,还会让电解质在充电过程中分解。
为此,美国大学研究团队将二硫化钼奈米薄膜结合到阴极催化剂中,提高阴极再利用碳酸锂与碳的性能,同时也用离子液体和二甲基亚砜制出新型混合电解质,如此一来能让碳酸锂和碳一起彻底循环再利用。
UIC 机械与工业工程副教授Amin Salehi-Khojin 表示,此次研发的碳中和锂-二氧化碳电池循环次数高达500次、每循环电容量为每克500mAh,相比其他电池而言,效率较高、循环寿命较长,能用于V2G技术等先进的储能系统中,以平衡电力需求。