废金属电池

废金属电池

中国科学家已经很好地利用了废料,通过将生锈的不锈钢网转化为具有优异电化学性能的电极,使之成为钾离子电池的理想材料,从而找到了一个解决技术问题的创新方法。在杂志&nbsp报道;Angewandte Chemie、铁锈直接转化为致密层与网格结构,可以存储的钾离子。减少氧化石墨涂层增加充电和放电周期的导电性和稳定性。

越来越多地使用可再生能源需要在电网内进行有效的能源储存。锂离子电池广泛应用于便携式电子产品中,具有广阔的应用前景。锂离子电池是以锂离子的置换为基础的。充电时,离子向石墨电极移动,它们被储存在碳层之间。放电时,它们被释放。然而,锂价格昂贵,储量有限。钠离子电池已作为替代品进行了探索。

“钾离子和钠一样便宜,容易获得,钾离子电池将比电能优越,”辛博张报道。然而,钾离子半径大得多是一个问题。重复存储,这些离子的释放导致目前使用的电极材料。”

张和一队来自中国科学院和吉林大学(长春,中国)已经在使用废料制作新型电极发现一个优雅的解决方案:拒绝不锈钢网过滤和筛。尽管这些格栅具有很好的耐久性,但恶劣的环境确实会导致一些腐蚀。金属可以在熔炉中回收,但这一过程需要大量的资金、时间和能源,也需要产生排放。张说:“转化成电极可以发展成为一种更具生态和经济意义的循环利用方式。”

腐蚀网格浸入亚铁氰化钾溶液(黄血盐钾,称为澄清剂对葡萄酒)。这能溶解锈层中的铁、铬和镍离子。这些结合铁离子的络合盐称为普鲁士蓝,深蓝色的色素沉积在网格的表面为纳米支架。钾离子可以很容易地迅速地从这些结构中储存和释放。

然后研究人员使用浸涂工艺沉积一层氧化石墨烯(氧化石墨层)。这一层内,紧到纳米粒子。随后的减少,将氧化石墨还原氧化石墨烯(RGO),它由石墨层分离的氧原子。张解释说,“石墨烯涂层抑制聚集和活性物质脱落。同时,它显著提高了电导率,打开了超快的电子输运途径。

在测试中,用这些新电极制成的硬币电池显示出优异的容量、放电电压、倍率性能和出色的循环稳定性。因为便宜的无粘结剂电极非常灵活,所以非常适合用于柔性电子器件。

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