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伍伦贡大学研发新型纳米材料 让钠硫电池可用于大规模储能系统

据外媒报道,澳大利亚伍伦贡大学(University of Wollongong)的研究人员制成了一种纳米材料,可充当室温钠硫电池的阴极,让钠硫电池应用于大规模储能。

  伍伦贡大学研发新型纳米材料 让钠硫电池可用于大规模储能系统

  (图片来源:伍伦贡大学)

室温钠硫电池很适合用于新一代储能应用,而且新一代储能应用的需求也在日益增长。高能量密度、长循环寿命的室温钠硫电池,将为大规模固定储能系统提供低成本、富竞争力的技术,从而推动向可再生能源社会转变。

不过,目前的室温钠硫电池存在容量衰减快、可逆容量低的问题。因此,研究人员研发了一种纳米材料,通过在掺杂氮的多孔碳纳米管中植入硫化镍纳米晶体,克服了上述问题,而且此材料在用作钠硫电池的阴极时,表现出了极好的性能。

研究负责人Yunxiao Wang博士表示:“目前,钠硫电池的实际能量密度与理论值相差甚远,实际应用主要受到硫阴极的阻碍,因为硫阴极具备绝缘性,氧化还原反应慢、反应中间体会溶解和迁移。”

研究小组在取得突破之前采用了多种不同材料进行实验,而此种新型纳米材料不仅性能优越,且适用于大规模生产和商业化。

博士研究生Zichao Yan表示:“我们尝试了多个碳寄主,最终发现植入硫化镍纳米晶体的掺杂氮多孔碳纳米管是一个多功能的硫寄主,发现寄主内的碳主链可以提供较短的离子扩散路径以及快速的离子转移速度。而掺杂氮位点和硫化镍极性表面能够提升多硫化物的吸附能力,能够对多硫化物的氧化提供强大的催化活性,表明钠硫电池能够具备更长的循环寿命、高性能、可快速充放电。”

研究人员表示,下一步是要扩大此种材料的生产,将钠硫电池从实验室中推向工业,并将此种电池系统投入实际应用。

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