盖世汽车讯 据外媒报道，由浦项科技大学（POSTECH）材料科学与工程系的Byoungwoo Kang教授和Heetaek Park博士领导的研究小组成功开发出高能量、高效率的全固态钠空气电池。这种电池可以可逆地利用钠（Na)）和空气，无需特殊设备。相关研究结果已发表于期刊《Nature Communications》。
图片来源：浦项科技大学
二次电池在电动汽车和储能系统等绿色技术中得到广泛应用。下一代高容量二次电池被称为“金属空气电池”，从地球上丰富的资源（如氧气和金属）中获取能量。然而，碳酸盐的形成带来了挑战——碳酸盐是金属和氧气反应的副产品，涉及大气中的二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O），降低了电池效率。
为了解决这个问题，金属空气电池通常还需要额外的设备，例如氧气渗透膜，以净化氧气或选择性地使用大气中的氧气。
在这项研究中，该团队采用了Nasicon，一种钠超离子导体和固体电解质，可以有效解决碳酸盐问题。Nasicon由钠、硅（Si）和锆（Zr）等元素组成，是一种固体电解质，能够在固态下进行离子运动，同时表现出较高的电化学和化学稳定性。
研究团队利用这种固体电解质保护钠金属电极免受空气影响，并促进电化学电池运行过程中形成的碳酸盐的分解。因此，涉及碳酸盐的可逆电化学反应通过增加工作电压来提高电池的能量密度，同时显著降低充电和放电过程中的电压差，从而提高能源效率。
此外，通过原位形成的阴极电解液，该团队的全固态钠空气电池表现出卓越的动力学，其中该阴极电解液能够快速将钠离子传导至电极内部。值得注意的是，该电池仅靠金属和空气运行，无需额外的特殊设备来安装额外的氧气过滤装置。
领导这项研究的Kang教授表示：“我们设计了一种利用碳酸盐的方法，这是高能金属空气电池开发中长期存在的挑战。我们希望利用基于固体电解质的电池平台引领下一代全固态金属空气电池领域，该平台在环境条件下保持稳定并提供广泛的电压范围。”
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