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                        	每日熱聞!鋰二氧化碳電池未來發(fā)展方向或被重新定義                        
                            
                        
      							
                            發(fā)布時(shí)間：2023-02-15 08:23:26					
                            文章來源：科技日報(bào)
                      
      

                        
      
                        	鋰二氧化碳電池未來發(fā)展方向或被重新定義                        
      

						
						
      
            				
      鋰二氧化碳電池的能量密度是鋰離子電池的7倍以上。此外，鋰二氧化碳電池能夠在輸出電能的同時(shí)將二氧化碳固定為碳酸鹽和碳，因而具有儲(chǔ)能和固碳的雙重優(yōu)勢。
      經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，推動(dòng)著世界對各類能源的龐大需求。
      在當(dāng)今能源格局中，化石能源仍占據(jù)主要地位，但大量、持續(xù)的化石能源消耗，也導(dǎo)致了大量的二氧化碳?xì)怏w的排放。

      (資料圖)
      一方面，化石能源屬于非可再生能源，終將面臨不可避免的能源枯竭問題；另一方面，溫室效應(yīng)的不斷加劇，也迫使各國尋求一種可持續(xù)的綠色能源。
      在新能源電池領(lǐng)域，鋰二氧化碳電池似乎是個(gè)“一舉兩得”之法。
      近日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校工程科學(xué)學(xué)院熱科學(xué)和能源工程系特任教授談鵬團(tuán)隊(duì)，通過探究多組分協(xié)同傳輸對鋰二氧化碳電池的作用規(guī)律，為下一代鋰二氧化碳電池的發(fā)展提供了調(diào)控策略。
      相關(guān)成果日前發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》。
      能量密度是鋰離子電池的7倍
      鋰二氧化碳電池是一種新型鋰離子電池，普遍認(rèn)為是儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要技術(shù)。
      一般而言，鋰二氧化碳電池的工作原理是當(dāng)對電池進(jìn)行充電時(shí)，鋰離子從電池正極經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中。因此，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
      同樣道理，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(shí)（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
      1985年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者吉野彰首次制作了第一個(gè)現(xiàn)代意義上的二次鋰離子電池。1991年，索尼公司開始大規(guī)模生產(chǎn)商用鋰離子電池。同時(shí)，為了滿足更多設(shè)備和約束條件下的使用要求，鋰電先驅(qū)塔拉斯孔等人開始研究鋰氧電池，隨后的鋰二氧化碳電池，正是在鋰氧電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
      鋰二氧化碳電池的能量密度是鋰離子電池的7倍以上。此外，鋰二氧化碳電池能夠在輸出電能的同時(shí)將二氧化碳固定為碳酸鹽和碳，因而具有儲(chǔ)能和固碳的雙重優(yōu)勢。
      作為一種具備極大發(fā)展?jié)摿Φ目沙潆婋姵兀嚩趸茧姵乇热萘繕O高，但是目前還處于發(fā)展的初級(jí)階段。影響鋰二氧化碳電池效能的因素有很多，包括電池的正負(fù)極材料、電解質(zhì)等。
      尋找高電壓的來源
      此前普遍認(rèn)為，鋰二氧化碳電池的工作電位和鋰氧電池相似，在2.6伏左右。但緩慢的二氧化碳還原反應(yīng)是否真的能夠媲美更活潑的氧氣還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生高電壓？
      談鵬團(tuán)隊(duì)搭建了一種電化學(xué)測試平臺(tái)，使電池中的活性氣體流動(dòng)起來，確保了純凈的二氧化碳環(huán)境。碳電極、催化劑負(fù)載的碳電極及非碳電極均表明鋰二氧化碳電池的工作電壓為約1.1伏，且二氧化碳還原反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于氧還原反應(yīng)。經(jīng)產(chǎn)物測試分析，研究團(tuán)隊(duì)提出約1.1伏電壓下的放電產(chǎn)物為晶態(tài)、非晶態(tài)碳酸鋰以及非晶態(tài)碳的混合物，肯定了四電子轉(zhuǎn)移機(jī)制（鋰二氧化碳電池從正極至負(fù)極的電荷遷移中包含4個(gè)電子）。研究表明，部分研究中所呈現(xiàn)的透射電子顯微鏡（TEM）圖像很可能不是自然放電產(chǎn)物，而是電子束誘導(dǎo)的物質(zhì)形態(tài)。
      為尋找高電壓產(chǎn)生的原因，研究團(tuán)隊(duì)將電壓平臺(tái)提升至1.8—2.0伏，放電產(chǎn)物中并沒有檢測到氫氧化鋰、氧化鋰等副產(chǎn)物。然而，所產(chǎn)生碳酸鋰的形貌和結(jié)晶度卻有明顯差異。氧氣和水通過改變碳酸鋰的生成路徑降低能量勢壘，并且有效緩解電極鈍化，從而加快反應(yīng)速率。隨后，研究團(tuán)隊(duì)通過模擬先前報(bào)道中靜態(tài)封存二氧化碳的測試方法，成功復(fù)刻出了2.6伏的電壓平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)鋰源產(chǎn)物仍然為單一的碳酸鋰。
      這項(xiàng)研究重新定位了下一代鋰二氧化碳電池的發(fā)展和應(yīng)用方向：一方面，進(jìn)行純二氧化碳環(huán)境下的機(jī)理研究，開發(fā)相適配的組件如催化劑、電解質(zhì)和電極，而不是復(fù)制先前的研究或鋰氧電池；另一方面，面向大規(guī)模廢氣處理或深空探測，開發(fā)環(huán)境氣體輔助的二氧化碳基電池。
                  				            		
                       	
      
                    
      
       
    
      

    
      
        
      
        
      
            
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        四川正式啟動(dòng)三級(jí)保供電調(diào)控措施保障民生用電 優(yōu)化各類電源發(fā)電計(jì)劃
                            四川正式啟動(dòng)三級(jí)保供電調(diào)控措施
                    
        繼8月11日、14日連續(xù)兩次召開電力保供工作緊急視頻會(huì)議后，8月15日，四川再次召開電力保供調(diào)度會(huì)。記者從會(huì)上獲悉，預(yù)計(jì)全省最大用電負(fù)荷將
        
                 
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        前7月四川能源項(xiàng)目累計(jì)完成投資493億元 油氣類項(xiàng)目完成投資159億元
                            前7月四川能源項(xiàng)目累計(jì)完成投資4
                    
        今年以來，四川積極擴(kuò)大能源領(lǐng)域有效投資，前7月能源項(xiàng)目累計(jì)完成投資493億元、同比增長4%。8月15日，省能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，前7月煤炭類
        
                 
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        四川加力加勁堅(jiān)決遏制事故多發(fā)頻發(fā)態(tài)勢 有效提升預(yù)報(bào)預(yù)警水平 
                            四川加力加勁堅(jiān)決遏制事故多發(fā)頻
                    
        8月15日，全省防汛減災(zāi)、森林草原防滅火工作電視電話會(huì)議召開，深刻汲取彭州8·13山洪災(zāi)害教訓(xùn)，分析研判當(dāng)前形勢，安排部署下一步重點(diǎn)工作
        
                 
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        四川攀枝花推動(dòng)打造職業(yè)能力建設(shè)工作品牌 提供人才廣闊展示舞臺(tái)
                            四川攀枝花推動(dòng)打造職業(yè)能力建設(shè)
                    
        8月9日，攀枝花技師學(xué)院實(shí)習(xí)工廠里，焊花四濺，機(jī)器聲此起彼伏。身穿工作服的教師周樹春，在一間間操作室里進(jìn)進(jìn)出出，指導(dǎo)學(xué)生們焊接。過去
        
                 
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        上半年湖南物流需求平穩(wěn)增長行業(yè)運(yùn)行平穩(wěn) 快遞業(yè)務(wù)量完成10.3億件
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        記者從省發(fā)改委獲悉，上半年全省物流需求平穩(wěn)增長，行業(yè)運(yùn)行總體平穩(wěn)。全省社會(huì)物流總額64096 2億元，同比增長4 4%;全省物流業(yè)總收入為2270
        
                 
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        湖南各地工業(yè)企業(yè)忙生產(chǎn)全力以赴穩(wěn)增長 生產(chǎn)線全力運(yùn)轉(zhuǎn)
                            湖南各地工業(yè)企業(yè)忙生產(chǎn)全力以赴
                    
        在全球最大地下工程裝備制造基地，掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)計(jì)劃已排到年底;千億級(jí)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)園區(qū)邊建設(shè)邊生產(chǎn)，打造智能制造標(biāo)桿……時(shí)已立秋，三湘大
        
                 
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        江西贛州醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系進(jìn)一步完善 完善“三醫(yī)”聯(lián)動(dòng)機(jī)制
                            江西贛州醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系進(jìn)一步
                    
        上猶縣水巖鄉(xiāng)衛(wèi)生院醫(yī)生蔡昌才驅(qū)車前往金盆村為村民駱運(yùn)招治病。以往，每月去醫(yī)院就診不僅路途遠(yuǎn)，還要排隊(duì)。這幾年有了家庭醫(yī)生后，直接送
        
                 
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        江西堅(jiān)持問題導(dǎo)向推進(jìn)藥品安全專項(xiàng)整治走深走實(shí) 持續(xù)完善投訴舉報(bào)渠道
                            江西堅(jiān)持問題導(dǎo)向推進(jìn)藥品安全專
                    
        今年2月以來，省藥監(jiān)局深入開展藥品安全專項(xiàng)整治行動(dòng)，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，以嚴(yán)厲打擊違法犯罪行為、全面排查風(fēng)險(xiǎn)隱患為手段，推進(jìn)專項(xiàng)整治行動(dòng)
        
                 
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        江西九江多舉措為創(chuàng)業(yè)者營造良好創(chuàng)業(yè)貸款環(huán)境 就業(yè)創(chuàng)業(yè)事項(xiàng)一次性辦
                            江西九江多舉措為創(chuàng)業(yè)者營造良好
                    
        沒想到，現(xiàn)在直接在窗口就能辦理，真是太方便了。蔣瓊在九江市經(jīng)營一家造型工作室，近期有意擴(kuò)大生意規(guī)模，需要資金周轉(zhuǎn)。她帶齊資料來到九
        
                 
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                            上半年江西新余全市外貿(mào)進(jìn)出口總
                    
        記者從新余海關(guān)獲悉，今年上半年，新余市外貿(mào)取得了較好成績，全市外貿(mào)進(jìn)出口總值184 3億元，同比增長84 3%，高出全國平均水平74 9個(gè)百分點(diǎn)
        
                 
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        安徽淮南頒發(fā)優(yōu)才卡落實(shí)高層次人才服務(wù)保障制度
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        宿州市埇橋區(qū)細(xì)化工作舉措筑牢防汛“安全堤”
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        連日來，宿州市埇橋區(qū)不斷細(xì)化各項(xiàng)工作舉措，壓實(shí)防汛各項(xiàng)責(zé)任，提升應(yīng)急救援保障能力，筑牢防汛安全堤。目前，該區(qū)防汛物資已儲(chǔ)備到位，全
        
                 
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                            安徽全椒縣推動(dòng)農(nóng)村寄宿制學(xué)校試
                    
        設(shè)施齊全的衛(wèi)生食堂、水沖式的獨(dú)立衛(wèi)生間、樓道墻體粉刷一新的宿舍……走進(jìn)安徽省全椒縣武崗學(xué)校，已經(jīng)運(yùn)行滿一年的農(nóng)村特色寄宿制學(xué)校成果
        
                 
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