咸的电池

智能手机、 笔记本电脑、 电动汽车 — — 无论该设备，高效的电池是高上任何用户的愿望清单。最近，为下一代电池搜索一直专注于钠 — — 氧电池。从理论上讲，这些应该提供以前遥不可及的效率，但其实际执行已被证明是一个绊脚石。研究人员在应用化学 》 杂志现在报道 (“集中电解质钠 — — 氧电池︰ 溶剂化结构和改善循环寿命”)，高浓度的电解质溶液可能使钠 — — 氧电池，更稳定，并因此更切实可行。

咸的电池-钠氧电池有改善由于高浓度电解质的循环寿命。

研究人员期望很高碱金属/氧电池，因为其理论的能量密度是特别高。在这种电池，一个电极是由纯碱金属。后履行，该电极放弃到电路电子和正离子电解液。反电极由多孔碳和与空气接触时。在此电极，氧气减少占用电子金属离子存在下。这可能会导致多种金属氧化物化合物。为电池充电，扭转这一进程︰ 氧气 (O2) 释放到空气在正极，碱性金属沉积在负电极。

阻碍实际执行这种系统的若干基本问题︰ 不足补给;很多侧反应，限制了的稳定性;并在试验中使用锂，堵塞的多孔电极的过氧化锂。钠是更容易获得，并可能是一个更好的选择。令人惊讶钠 — — 氧细胞不会产生过氧化钠，而让主要钠超 (NaO2)，这可以追溯到元素在充电过程中几乎可逆转换。

系统还需要无水的非质子性溶剂 （不能释放任何 H + 离子） 的电解质。二甲基亚砜 (DMSO) 是不错的选择，对于电化学应用程序，但也是不幸的是反应与钠对窗体的产品，可能会出现问题。

明复他、 陈嘉庚春刘、 吴轶和他们在俄亥俄州立大学，加利福尼亚州立大学和阿贡国家实验室 （美国） 的团队已经发现了一种方法来解决这个问题。在他们的系统，很高浓度的有机盐钠 trifluoromethanesulfonimide (NaTFSI) 在钠稳定二甲基亚砜。

通过计算模拟结合使用的 NaTFSI/二甲基亚砜电解质溶液的拉曼光谱，科学家们能够解释为什么这是所以。高度集中的解决方案产生大量的二甲基亚砜分子，只留下了一些供反应缠裹的结构松散交联 Na (DMSO) 3TFSI 单位。钠然后优先攻击 TFSI 阴离子，这是有利的因为产品在钠电极上形成一层钝化的保护层。

研究人员建立了一个小的电池，有了这个系统。它表现出良好的电化学性能，并经历了无任何显著的效率损失 150 充电/放电周期。与此相反的是，电池用电解质稀溶液可能只能持续 6 个周期。