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芝加哥大学开发硫化铁基专利材料 可提高电池效率和可持续性

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58京牌 ,芝加哥大学(the University of Chicago)化学系助理教授John Anderson获得了一种材料的专利。比起目前使用的方法,这种材料可以更有效、更可持续地储存和产生能量。

(图片来源:芝加哥大学)

这种基于硫化铁的专利材料,可以制成散装粉末,或沉积在基材上的薄膜。

研究人员致力于发现新材料,以提高储能方案的性能,或降低成本,包括用于等超级电容器设备的电极。这些电极还可用于电子设备的锂和钠电池,并应用于电网储能。Anderson表示:“我们将一种已经研究过的物质构建成纳米薄片,即硫化铁。在电池应用中,这些纳米薄片能够更快地实现可逆性充电。”

研究人员已通过实验室合成进行概念验证。目前的应用是将其作为正极,可能用于硫电池。如果进行优化,这些材料可用作各类电池中的固态电解质或正极。目前最大的障碍是提高材料的稳定性,不论何种应用,这都具有重要意义。Anderson指出:“随着社会水平日益提高,对电池的需求将越来越大,对电池原材料的需求也会逐渐增长。这项研究中令人兴奋的是,这种材料由地球上成本很低、储量非常丰富的两种元素组成,即铁和硫。”

根据彭博财经(BloombergNEF)的2020年新能源展望(New Energy Outlook 2020,一项对能源经济未来的长期情景分析),2019至2050年,全球的发电产能几乎增长了两倍。

该报告指出,磷酸铁锂可用于商用电动汽车、电动客车和固定存储设备,因此需求量仍然很大。这将需要“大幅提升电池生力和原材料供应”。

此外,根据该报告:

到2030年,电池需求将达到2太瓦时,高于2019年的不到230吉瓦时;

2050年,可再生能源将从2019年的35%增加到68%;

化石燃料的发电产能将从2019年的56%降至2050年的24%。

Anderson致力于开发全新的颠覆性材料,以显著改善电池性能和成本。其研究重点是开发无机合成化学品,解决与自然、能源和新材料相关的问题。

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