新型高能效全固態鈉空氣電池問世

韓國浦項科技大學材料科學與工程系研究團隊成功開發出一種高容量、高效率的全固態鈉空氣電池，無須特殊設備就能可逆地利用鈉（Na）和空氣。相關論文發表在最新一期《自然·通訊》雜志上。

蓄電池在電動汽車和儲能系統等綠色技術中具有廣泛應用。“金屬—空氣電池”被稱為下一代高容量蓄電池，可從地球上的氧氣和金屬等豐富資源中獲取電力。但金屬和氧氣反應的副產品中有碳酸鹽，會堵塞反應通道，阻礙氧氣進一步反應，從而影響了電池效率。

為解決這個問題，金屬—空氣電池通常需要額外設備，如氧氣滲透膜，以凈化氧氣或選擇性地利用大氣中的氧氣。

在本研究中，團隊使用了一種名為NASICON的固體電解質。NASICON由鈉、硅（Si）和鋯（Zr）等元素組成，能在固體中進行離子移動，同時表現出很高的電化學性能和化學穩定性，有效解決了碳酸鹽堵塞問題。

利用這種固體電解質可使鈉金屬電極免受空氣影響，并促進碳酸鹽分解，無須額外特殊設備來過濾氧氣。碳酸鹽參與的可逆電化學反應可提高工作電壓，從而提高電池的能量密度，同時顯著降低充電和放電過程中的電壓間隙，提高了能源效率。

研究人員表示，這種基于固體電解質的電池平臺可在環境條件下保持穩定，提供寬電壓范圍，有望引領全固態金屬－空氣電池步入“下一代”。

由高容量、高效率全固態鈉空氣電池供電的電動汽車充電站。圖片來源：物理學家組織網

（原標題：有效解決碳酸鹽堵塞，新型高能效全固態鈉空氣電池問世）