美国能源部和国家科学基金会资助的一项研究发现，水基电池的存储容量存在重大差异。这一发现有望很快实现无锂电池。
德克萨斯州A&M大学的科学家发现，无金属水基电池电极的储能容量比锂离子电池高出1000%。这种电池与锂离子电池相比独具特色。
科学家们希望重点研究这种电池类型，以更好地控制国内供应链。这些电池的化学成分更安全，可以避免潜在的火灾。
卢特肯豪斯教授指出，水系电池由电极、阳极和阴极组成。阴极和阳极是聚合物，用于储存能量。电解质与水和有机盐混合。
它与电极相互作用，是能量存储和离子传导的关键。非共轭自由基和氧化还原活性聚合物是无金属水系电池的最佳候选材料。聚合物具有快速的氧化还原动力学和高放电电压，这使得反应复杂且难以进行。
化学工程教授乔迪·卢特肯豪斯博士说：“由于采用水基材料，电池起火事故将不复存在。未来，如果出现材料短缺，锂离子电池的价格将会大幅上涨。”
如果我们有这种替代电池，我们就可以转向这种化学物质，它的供应更加稳定，因为我们可以在美国生产它们，而且制造它们的材料就在这里。
“如果电极在循环过程中膨胀过度，就无法很好地传导电子，性能就会完全丧失，”她说道。“我认为，由于膨胀效应，电解液的选择会导致储能容量相差1,000%。”
该项目的其他研究人员提到：“我们利用电化学石英晶体微天平，在不同的时间尺度上监测耗散，来研究具有不同亲水性/亲液性特征的水溶液电解质，从而揭示氧化还原反应的本质。”
为了检验电池正极在某些盐类存在下是否能更好地工作，研究人员对这一过程进行了宏观观察。他们测量了电池工作过程中究竟有多少水和盐进入电池内部。
化学助理教授丹尼尔·塔博尔博士说： “理论和实验通常紧密结合，才能更好地理解这些材料。我们在本文中通过计算所做的新事情之一是，我们实际上将电极充电到多种电荷状态，并观察周围环境如何响应这种充电过程。”
我们这样做是为了解释实验中观察到的情况。这项新的储能技术将推动无锂电池的发展。
我们对导致某些电池电极比其他电极效果更好的原因有了更好的分子水平了解，这为我们在材料设计方面取得进一步进展提供了有力的证据。”
发现水基电池的存储容量存在巨大差异是一个转折点。很快我们就可以获得无锂电池了。
来源：自然材料
