美媒：研究發現鈉鉀電池有望替代鋰電池

據美國每日科學網站6月19日報道，從單次充電就能行駛數百英里的電動車，到與汽油鋸一樣威力巨大的鏈鋸，每年都有利用電池技術最新進步的新產品進入市場。

但這種增長勢頭導致人們擔心，世界上的鋰供應可能最終會耗盡。鋰這種金屬是許多新型充電電池的核心材料。

報道稱，現在，喬治亞理工學院的研究人員發現了表明以鈉和鉀為基礎的電池有望成為鋰電池之潛在替代品的新證據。

喬治·W·伍德拉夫機械工程學院以及材料科學和工程學院的助理教授馬修·麥克道爾說：「鈉離子和鉀離子電池的最大障礙之一是，與其他電池相比，它們的衰減和老化速度往往較快，而儲存的能量較少。但我們發現，情況並非始終如此。」

報道稱，研究團隊研究了三種不同的離子——鋰、鈉和鉀——是如何與硫化鐵顆粒發生反應的。這項研究得到美國國家科學基金會和能源部資助，相關論文於6月19日發表在《焦耳》雜誌上。

在電池充電和放電時，離子會不斷與構成電池電極的顆粒發生反應，並穿透這些顆粒。這一反應過程會導致電極顆粒發生大量變化，通常會將它們粉碎成細微顆粒。由於鈉離子和鉀離子大於鋰離子，所以傳統上人們認為，它們在與顆粒發生反應時會導致更嚴重的老化。

報道稱，在實驗中，他們在電子顯微鏡下直接觀察電池內發生的反應，其中硫化鐵顆粒發揮電池電極的作用。研究人員發現，與鈉離子和鉀離子發生反應的硫化鐵比與鋰離子發生反應的硫化鐵更為穩定，表明以鈉或鉀為基礎的電池壽命可能比預期的要長得多。

與不同離子發生反應的方式之間的差異顯而易見。在與鋰接觸時，硫化鐵在電子顯微鏡下看上去幾乎要爆炸一樣。與之相反，在與鈉和鉀接觸時，硫化鐵像氣球一樣慢慢膨脹。

喬治亞理工學院的研究生馬修·伯賓格說：「我們看到了一種非常穩定、沒有發生斷裂的反應。這表明，這種材料和其他類似材料能被用於製造經久耐用、具有更大穩定性的新型電池。」

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