北京
美國加州大學洛杉磯分校科學家領銜的團隊研制出一種新型鋅離子混合儲能設備，其電極由3D打印技術制成，能量密度達同類設備的七倍。相關論文發表于新一期《Small》雜志。
新設備一端像傳統鋰離子電池那樣儲存能量，另一端則采用了類似超級電容器的碳電極。用鋅而非鋰來制造儲能設備，將更便宜更可持續。因為鋅的地殼儲量是鋰的百倍，不僅容易開采，回收也更為簡便。超級電容器雖然儲存的能量較少，但充放電極其迅速，且預期壽命可長達數十年。
超級電容器的瓶頸在于能量只能停留在電極表面。在最新研究中，團隊通過兩種途徑大幅提升了能量密度：一是極大增加碳電極的表面積，二是用儲能材料氧化釩填充這些表面。
為增大碳電極的表面積，團隊將電極設計成蜂窩狀或海綿狀，內部布滿微小的空腔。電極由3D打印技術構建而成：一種液態樹脂在紫外激光照射下瞬間固化，以此逐層成型。隨后，團隊對打印件進行加熱脫氣，只留下一副充滿開孔的導電碳骨架，再通過化學過程將氧化釩裝載到這一結構之中。由此得到的組件表面積大得驚人，倘若把一克這樣的材料壓成薄片，能鋪滿大約10個標準網球場，這使其能夠儲存海量電荷。
新設備儲存的電量不僅超過傳統電容器7倍，而且在經歷1500次充放電循環后，容量仍能保持在82%。
儲存太陽能和風能以滿足日益增長的用電需求，需要設備既能快速充放電，又成本低廉、能持續運行數十年。這款新設備恰好滿足了所有這些苛刻條件。
內容來源：科技日報
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