港大首創「水性鎂金屬電池」

2022-09-23 11:46

鋰離子電池廣泛使用,但存在具有毒性、價格昂貴、鋰金屬材料稀缺等問題。香港大學機械工程系教授梁耀彰的研究小組,首創鎂金屬為負極,可充電的「水性鎂金屬電池」,有望為研發「後鋰離子電池」開闢新途徑。


助研「後鋰離子電池」

鎂金屬無毒並含量豐富,具備高的理論性容量,帶負電化學電位,但暴露於濕氣時容易鈍化,形成阻止氧化還原反應的氧化膜,其高活性亦難在電池中應用。梁耀彰的團隊發現,一種基於氯化物的水性「鹽包水」電解液,能調節鎂金屬表面鈍化膜的形成,實現「水性鎂金屬電池」系統可循環充電運行,打破傳統的看法。

研究小組發現,氯離子的吸附有助溶解氧化物、暴露原生金屬讓氧化還原反應能順利進行,再加上電解質中游離水稀缺,得以成功對抗鎂金屬的鈍化。梁耀彰指,水性電解質是安全且低成本的解決方案,如發揮潛力,將成為低成本且可持續發展的新電池技術,今次研究展示了「水性鎂金屬電池」的長期可循環性,為研發替代的「後鋰離子電池」,開闢了新途徑。

團隊研發的「水性鎂金屬電池」,在七百多次的穩定循環中,表現出色的可充電性,具有二點四至兩伏特的高放電平台,超過了其他多價離子電池,包括鋅金屬和鋁金屬電池的電壓。雖然電壓仍無法與現今商用的鋰離子電池媲美,但進一步發展,有望提高性能。本報記者


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