財(cái)聯(lián)社上海8月4日訊,，考慮到鋰電池的原料稀缺性,、高成本和長期使用的安全性,，美國倫斯勒理工學(xué)院的一組研究人員近期提出了一種更環(huán)保,、更高效、更便宜的能源存儲替代方案,。

在最近發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的一項(xiàng)研究中,，該團(tuán)隊(duì)斷言，鈣離子可以作為鋰離子的替代品,，因?yàn)樗控S富,，成本低。

該研究論文通訊作者Nikhil Koratkar表示,，" 絕大多數(shù)可充電電池產(chǎn)品都是基于鋰離子技術(shù),，這是性能方面的黃金標(biāo)準(zhǔn)。然而,，鋰離子技術(shù)的致命弱點(diǎn)是成本,。鋰是地球上的一種有限資源，近年來其價格大幅上漲。

" 我們正在研究一種廉價,、豐富,、安全、可持續(xù)的電池化學(xué)物質(zhì),，即在水基電解液中使用鈣離子,。" 他補(bǔ)充說。

相較于鋰離子,，鈣離子的體積更大,、電荷密度更高，但可能會損害循環(huán)穩(wěn)定性,。因此,，該團(tuán)隊(duì)提出含有大空隙的氧化物結(jié)構(gòu)(七角形和六角形通道)，是一種有前景的解決方案,。

該研究展示了一種水基鈣離子電池,，使用正交晶和三角晶型的氧化鉬釩(MoVO)，作為鈣離子的" 宿主 ",。

經(jīng)過測試,，該團(tuán)隊(duì)證明，鈣離子可以從材料中快速插入和提取,。這些通道充當(dāng)了可逆和快速離子傳輸?shù)?" 管道 ",。研究結(jié)果表明，MoVO 提供了迄今為止最佳的鈣離子存儲性能之一,。

研究人員還指出，鈣離子相較于鋰離子還有一個優(yōu)勢：前者是二價的,，因此在電池運(yùn)行過程中,，每次插入一個離子，就可提供兩個電子,。這將使得同樣效率的鈣離子電池?fù)碛懈〉馁|(zhì)量和體積,。

Koratkar 說，"在不遠(yuǎn)的將來,，鈣離子電池可能會在某一天取代鋰離子技術(shù),，成為為我們的社會提供動力的化學(xué)電池。"

" 這項(xiàng)工作可以引領(lǐng)一種新的高性能鈣基電池,，使用地球上豐富和安全的材料,，因此是負(fù)擔(dān)得起和可持續(xù)的。這種電池可以廣泛應(yīng)用于便攜式和消費(fèi)電子產(chǎn)品,、電動汽車,，以及電網(wǎng)和可再生能源存儲。" 他補(bǔ)充道,。