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【材料日报】今日关键词:金属空气电池商品化,新型可生物降解粘合剂,储能电池

2020-09-17  前沿材料   |  转藏
   

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韩国UNIST开发了一种新型催化剂助力金属空气电池商品化

韩国蔚山科学技术大学(UNIST)的研究团队于近日宣布,其已经成功开发出了一种新的方法,通过使用导电聚合物材料,可以提高金属空气电池的能量效率,该技术被誉为是下一代能源设备。

在金属空气电池或燃料电池的正极上,氧减少转变为金属氧化物或水。此时,需要催化剂来加速反应。广泛使用的催化剂,如金属铂价格昂贵,使得金属空气电池或燃料电池的商品化带来了巨大的障碍。

在这项研究中,研究团队采用钙钛矿材料作为催化剂代替传统的铂催化剂通过添加一系列导电聚合物如聚吡咯,显著提高催化活性。

当单独使用钙钛矿或聚吡咯时,他们的活性不能达到铂的效果。然而,通过物理混合钙钛矿和聚吡咯后,活性却显著增加了,达到了铂的效果

该种新型粘合剂成分的分子式

美国普渡大学将贝类同聚合物相结合制成了新型可生物降解粘合剂

2017年1月17日,美国普渡大学宣布,该校研发人员通过将贝壳中的粘合性化学成分同生物基聚合物结合在一起制成了一种新型粘合剂,此种粘合剂的性能与目前能买到的商品化产品相当,并且很容易降解,它代表了一种现有粘合剂的潜在无毒替代产品

蚌利用粘合剂使附着于其表面的毛状纤维延伸,这种“胶”中的蛋白质含有二羟基苯丙氨酸(DOPA),它含有促使蛋白质分子“交联”所需的化学物质,可以提供很好的强度和粘附性。普渡大学的研究人员现在已经将蚌蛋白质中的这种粘合性化学物质同一种叫做聚乳酸(poly lactic acid,即PLA,是一种生物基聚合物,可以从玉米中获取)的聚合物相结合。该产品的粘附效果是由一种叫做儿茶酚的化学物质产生的,它存在于DOPA中。对于该种新型粘合剂,Wilker说:“结果显示,一种有前途的新型粘合系统可以通过可再生资源获得,它显示出高强度的粘合性,并且能以一种可控的方式降解。尤其独特的是这种粘合剂可以在温和的条件下脱粘。”

研究人员对这种粘合剂进行了测试,他们测量了拉开用这种粘合剂粘在一起的金属和塑料板所需的拉力,结果发现它比多种商品化产品更好。

 ▲Saiful Islam教授

英美科学团队在研究储能电池机理方面取得突破,助力更高性能电池

可充电锂电池为移动电话、笔记本电脑和平板电脑等“便携式革命”提供了动力,目前科学家们正在开发用于电动车的新一代锂电池,并通过风能和太阳能储存能源。比目前的电极更快地存储电能对于未来便携式电子设备和在电动车中的应用是非常重要的

科学家们于近期发现,诸如钾这种大半径金属离子可以改善电池中的电荷存储,但是截止到目前为止还不能理解这其中的原理。

来自英国巴斯大学化学系Saiful Islam教授和芝加哥伊利诺伊大学Reza Shahbazian Yassar教授的研究团队使用结构实验和计算机模拟的强大组合第一次成功解释了为什么将带电荷的钾添加到低成本氧化锰的隧道结构中对电池性能有强烈的提升效果。该研究团队发现了添加带正电荷的离子使锂在隧道结构内移动的速度加快,这对于改善电池的充电效果是至关重要的

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