成本降百倍！無(wú)毒電池電解液研發(fā)成功2021-07-30 08:07
澳大利亞初創(chuàng)公司Allegro Energy發(fā)明了一種微乳液電池電解質(zhì)，比目前價(jià)格便宜百倍、易于生產(chǎn)且無(wú)毒。
今年4月，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)數(shù)學(xué)和物理科學(xué)院的院長(zhǎng)南恩（Nann）與他的兩個(gè)學(xué)生弗雷澤?休森（Fraser Hughson）和羅漢?博拉（Rohan Borah）一起創(chuàng)辦了Allegro Energy公司。這家初創(chuàng)公司試圖將其微乳液電池電解質(zhì)商業(yè)化，盡管其成分主要是水，但已經(jīng)克服了通常阻礙水基電解液的電壓限制。
電池電解液通常分為水基電解液和有機(jī)電解液，但這兩種形式都有存在弊端。有機(jī)電解液具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，但價(jià)格昂貴且有毒性。水基電解液只能在1．23V的電壓下保持穩(wěn)定，此時(shí)水會(huì)分裂成獨(dú)立的氫和氧分子。
于是，南恩教授決定以微乳液的形式制造一種同時(shí)含有水和溶劑成分的電解質(zhì)。當(dāng)然，微乳劑并不像在水中加入洗潔精和油那么簡(jiǎn)單。相反，它是水分子與疏水液體的結(jié)合，再加上一種表面活性劑，使這兩種通常相互排斥的溶劑結(jié)合起來(lái)。基本上，這種組合是在“微觀”層面上發(fā)生的，是無(wú)法分割的，在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。這種電解質(zhì)可以克服水基電解液只能在1．23V的電壓下保持穩(wěn)定的障礙。
超級(jí)電容器價(jià)格的70％歸結(jié)于其電解質(zhì)的成本。南恩教授表示：“目前一升或一公斤的電解液成本約為10美元，而我們的成本為10美分。因此，它的成本要便宜100倍。”
目前在超級(jí)電容器中使用的電解質(zhì)對(duì)空氣很敏感，因此它們?cè)谥圃爝^(guò)程中需要保護(hù)氣氛。南恩教授補(bǔ)充道：“我們的產(chǎn)品不需要保護(hù)氣氛，這在制造方面是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，成本要低得多。我們還對(duì)制造我們的超級(jí)電容器的碳足跡做了一些估計(jì)，僅僅通過(guò)無(wú)需保護(hù)氣氛，我們就節(jié)省了大約70％的二氧化碳。”
通常情況下，電解液是電池中最危險(xiǎn)和最具腐蝕性的元素之一。Allegro Energy公司的微乳液電解質(zhì)有助于解決這一難題，使其符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期愿景。
今年4月，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)數(shù)學(xué)和物理科學(xué)院的院長(zhǎng)南恩（Nann）與他的兩個(gè)學(xué)生弗雷澤?休森（Fraser Hughson）和羅漢?博拉（Rohan Borah）一起創(chuàng)辦了Allegro Energy公司。這家初創(chuàng)公司試圖將其微乳液電池電解質(zhì)商業(yè)化，盡管其成分主要是水，但已經(jīng)克服了通常阻礙水基電解液的電壓限制。
電池電解液通常分為水基電解液和有機(jī)電解液，但這兩種形式都有存在弊端。有機(jī)電解液具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，但價(jià)格昂貴且有毒性。水基電解液只能在1．23V的電壓下保持穩(wěn)定，此時(shí)水會(huì)分裂成獨(dú)立的氫和氧分子。
于是，南恩教授決定以微乳液的形式制造一種同時(shí)含有水和溶劑成分的電解質(zhì)。當(dāng)然，微乳劑并不像在水中加入洗潔精和油那么簡(jiǎn)單。相反，它是水分子與疏水液體的結(jié)合，再加上一種表面活性劑，使這兩種通常相互排斥的溶劑結(jié)合起來(lái)。基本上，這種組合是在“微觀”層面上發(fā)生的，是無(wú)法分割的，在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。這種電解質(zhì)可以克服水基電解液只能在1．23V的電壓下保持穩(wěn)定的障礙。
超級(jí)電容器價(jià)格的70％歸結(jié)于其電解質(zhì)的成本。南恩教授表示：“目前一升或一公斤的電解液成本約為10美元，而我們的成本為10美分。因此，它的成本要便宜100倍。”
目前在超級(jí)電容器中使用的電解質(zhì)對(duì)空氣很敏感，因此它們?cè)谥圃爝^(guò)程中需要保護(hù)氣氛。南恩教授補(bǔ)充道：“我們的產(chǎn)品不需要保護(hù)氣氛，這在制造方面是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，成本要低得多。我們還對(duì)制造我們的超級(jí)電容器的碳足跡做了一些估計(jì)，僅僅通過(guò)無(wú)需保護(hù)氣氛，我們就節(jié)省了大約70％的二氧化碳。”
通常情況下，電解液是電池中最危險(xiǎn)和最具腐蝕性的元素之一。Allegro Energy公司的微乳液電解質(zhì)有助于解決這一難題，使其符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期愿景。
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