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新突破!丰田科学家研发的镁电池或“接班”锂电池

新突破!丰田科学家研发的镁电池或“接班”锂电池

2016/5/9 9:56:00 环球网 字号:
在新能源汽车领域,丰田则是走了一条不同于EV纯电动汽车的道路,推出了“Mirai未来”氢燃料电池动力车(FCV),不过在研制存储氢动力的过程中,他们的科学家发现了能够应用于EV领域的创新性镁电池技术。

新突破!丰田科学家研发的镁电池或据国外媒体报道,丰田北美研究院日前宣布,工程师们已经发现了利用镁制作电池的方法,而现在人们生活中不可缺少的手机、计算机和其它设备使用几乎都是锂电池。

该机构表示:“镁金属一直被认为是目前锂电池技术的一种更安全和能量密度更高的替代品。而目前研究中存在的问题是如何从镁金属中提取能量。”

该篇报告把“发现制作镁电池的方法”归功于丰田首席科学家兼化学工程师拉娜-莫塔蒂(Rana Mohtadi)。

锂存在一定的问题,因为它很容易着火,这样的特性令一些电动和混合动力汽车车主、计算机使用者大失所望。而且低电量的滴滴提醒声有时候也会吓到手机用户。

锂是所有金属中最轻的一种,其在自然状态下硬度较低,用一把切黄油的小刀就能毫不费力地将其切割开来。镁则更重,因此能够储存更多的电量。

该篇报告还不忘提醒电池用户现在激动雀跃还为时尚早,因为在镁电池上市前可能还需要20年时间进行研究和开发。

 

新突破!丰田科学家研发的镁电池或【节能】镁电池成本仅为锂电池10%

日本研究人员日前利用镁开发出一种蓄电池,与锂电池相比,其充电量和放电电压更高,而成本则低得多。

镁与锂相比有多种优点,比如锂的熔点约为180摄氏度,而镁的熔点高达约650摄氏度,因而更为安全,镁的蕴藏量也比锂丰富得多。

不过,开发镁电池也面临一些技术困难,例如此前一直没找到合适的正极材料,同时也缺乏能帮助稳定充电和放电的电解液。

京都大学教授内本喜晴领导的研究小组发现,使用一种铁硅化合物作为电池正极,以一种含乙醚的有机溶剂作为电解液,可以制作出镁蓄电池。这种电池的充电量达到了锂电池的1.3倍,其放电的电压也比锂电池高了2伏特,并且实现了稳定的充放电,其材料费用却只有锂电池的约10%。

 

新突破!丰田科学家研发的镁电池或【动力】镁电池可代替锂电池汽车

伊利诺伊大学芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago,UIC)研究人员对电动汽车电池的研究又迈出一步,该团队以镁离子打造的电动汽车电池,也许能跑赢锂离子电池电动汽车。该研究小组透过带正二价的镁离子,每一个离子携带一个正电荷,并在电池状的化学反应中,使用类似现今许多设备架构上的电极,以进一步取代锂离子。

“由于镁是携带两个正电荷的离子,因此每次我们使用镁离子作为电池材料,将可触动两倍的电子。”学术界化学首席研究人员、UIC助理教授JordiCabana表示,“我们希望,这项工作可为高电压、高能量电池开启一个可靠的设计路径。”

该研究是美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)主导的能源创新中心(EnergyInnovationHub)的一个部门--JointCenter能源存储研究(JointCenterforEnergyStorageResearch)部的一部分,该研究的目的是实现电池性能的革命性进展。

每个电池由一个正、负电极和电解质组成,其中电极互换通常是正电荷的电子和离子,仅是电绝缘体的离子流经电解质,以便迫使电子流过外部电路,进一步供电到车辆或设备。

对电池再充电时,电极的互换是可逆的,然而在此逆过程中的化学反应并不完全有效,这限制了电池还可被再充电的次数。

“若你可以做到越多次数电极互换的来回,你就能为电池充电更多次,且还可在充电过程中使用电池。”Cabana进一步解说,“在我们的研究案例中,我们希望有最大的电子数量,以便移动离子,因为当离子进入或离开时,会扭曲电极材料的结构,然越多结构被扭曲,就有越大量的能量会消耗在搬回离子,如此一来,就会变得更难对电池充电。”

“就像一个机械停车塔,只能提供一定的空间供汽车停放,”Cabana解释,“但是,你还是可和其他人一样把车停在每个空间,却无需扭曲停车塔的结构。”

“经研究证实,镁可逆插入电极材料的结构中,此一结果让我们更进一步接近镁离子电池原型。”Cabana指出。

Cabana并总结,“我们的研究成果仍不是一个真正的镁离子电池,只是其中的一部分,但你会在日后完成的设备中发现相同的反应。”

 

新突破!丰田科学家研发的镁电池或【突破】日本研发空气镁电池 容量为锂电池10倍

据报道,日本目前正在推进空气镁电池的大容量化研究,该电池的工作原理为通过空气中的氧气和金属镁发生化学反应产生电能。参与的机构包括古河电池、尼康、日产汽车、日本东北大学、宫城县日向市等产业界、学界、政府方面的11个单位。

作为研究的第一步,古河电池计划生产出发电量为300瓦的应急电源,用于给手机等充电。并争取在5年后研发出能够支持家庭用电的发电量为3千瓦的电源,在10年后构建可以作为1千千瓦规模的小型发电站使用的发电系统。

古河电池等将同时研发发电装置和装置的再利用系统,古河电池研发的发电装置为正极是氧、负极是金属镁的空气电池。这种空气电池的正极制造工艺简单,而且负极镁释放出的电子数量多。因此东北大学方面介绍,该电池的优点是电池能量密度可达重量相等的锂电池的10倍。(如需转载,请注明来源自科技世界网

 摘自:http://www.twwtn.com/Bignews/314799.html