陈根：低成本3D铝阳极，降本增效能源储存

文/陈根

近几年来，太阳能的回收成本大幅下降，使得传统能源的成本也大幅下降。然而，能源储存仍面临挑战——只有能够储存间歇性和季节性变化的太阳能供应，才能在经济上具有竞争力。

近日，康奈尔大学的一支研究团队，就宣布其已经找到了一种更具成本效益的新型材料。研究人员通过低成本的铝材来制造 3D 阳极，从而为具有长循环寿命的环保电池奠定了良好的基础。

具体来说，该小组此前已经证实了锌阳极电池的潜力。此次研究中，他们采用了一种不同的方法来结合铝，从而生产出可提供多达10000次无错误循环的可充电电池。

铝的优点之一就是它在地壳中含量丰富，是三价的，重量轻，因此它比许多其他金属具有更高的能量储存能力。然而，铝很难整合到电池的电极中，它与玻璃纤维分离器发生化学反应，玻璃纤维分离器将阳极和阴极分开，导致电池短路和故障。

对于此，研究人员的解决方案是设计一种由碳纤维交织而成的基底，这种基底能与铝形成更强的化学键。当电池充电时，铝通过共价键沉积到碳结构中，即铝和碳原子之间共享电子对。虽然传统的可充电电池中的电极只有二维，但这项技术使用了三维或非平面结构，并创建了一个更深层、更一致的铝层，可以被很好地控制。

这项对环境友好的技术，有望造福可再生能源的储存。且在成本方面，基于铝和碳的两极材料也相当低廉。有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。