#新能源材料周报#来给电池上道有机的“剩菜”

1.来给电池上道有机的“剩菜”

Organic waste for sustainable batteries

亥姆霍兹研究所的乌尔姆卡尔斯鲁厄技术学院的Stefano Passerini 和 Dr. Daniel Buchholz教授发明了一种新的钠离子电池。他们利用吃苹果剩下的部分做出了一种碳基负极，并在负极上镀了几层的钠的氧化物涂层。经过超过1000次的充放电后，电极的性能仍保持良好。

这种新电池比镍金属氢化物、铅蓄电池的性能更好，并且可以作为锂离子电池的替代品。与锂离子电池相比，制作这种新电池并不需要引入钴元素，成本更低、安全性更好。

相关成果发表在ChemElectroChem and Advanced Energy Materials上。

2.新材料增加电池寿命

New material to enhance battery life

由Evgeny Antipov教授（俄罗斯科学院的通讯会员和MSU电化学系主任）指导的研究团队近日发明了一种独特的晶体结构，锂离子可以快速的通过晶体的空隙和通道。拥有这样晶体结构的阴极材料展现出很高的充放电率（低至90秒），并保留超过75%的初始特定容量。由于其形貌和成分得到了优化，这种新材料可能成为知名商业化的高功率阴极材料NASICON的有力竞争者。

相关成果发表在Chemistry of Materials上。

3.花粉，从过敏原到电池电极的蜕变

From allergens to anodes: pollen derived battery electrodes   

普度大学的教授Vilas Pol和博士生Jialiang Tang成功地将花粉这一过敏原制作成电池的阳极。花粉的特殊微观结构使得阳极变现出众。

研究者们使花粉在高温下碳化，然后再在300摄氏度有氧条件下对碳化产物“激活”，由此制得阳极材料。石墨的理论容量是每克372毫安时，而教授Pol发明的阳极在充电一小时后就达到了200毫安时，一个小时的充电就可以达到全部容量的一半以上，而完成完全充电需要10个小时。

相关成果发表在Nature's Scientific Reports上。

4.新方法，新可能

Novel synthesis method opens up new possibilities for Li-ion batteries

锂离子电池因其能量密度高被广泛应用于移动产品，但是制作锂离子电池所需要的锂钴氧化物成本很高。钛酸锂和磷酸铁锂有望作为下一代锂离子电池的电极材料，目前的主要难题是这些新材料的导电性并不令人满意。东部大学的科学家成功地应用了一种新的方法，科学家们制作出纳米、高表面面积的钛酸锂晶体材料，并对其掺杂了高导电性物质。这种新的电极材料表现良好。

相关成果发表在Alloys and Compound上。

5.锂离子电池中的物质对土壤细菌有害

Lithium battery component found to harm key soil microorganism

人类大量地使用锂离子电池，那么它对生态环境的危害有哪些呢？Robert J. Hamers教授（威斯康星大学麦迪逊分校）研究了镍、锰、钴的氧化物组成的混合物对土壤中希瓦氏菌的影响，这是一种生命力顽强、可以将金属离子转变为营养物质的细菌。结果显示希瓦氏菌的生长和呼吸受到了抑制。在电动交通工具中大约有70至80磅的混合金属氧化物，Robert J. Hamers教授认为怎样才能避免锂离子电池进入垃圾场将会是一个急需解决的问题，因为那些电池将会在垃圾场中分解，进入土壤。

相关成果发表在Chemistry of Materials上。

6.以金属氧化物为原料的太阳能电池

Engineers use rust to build a solar-powered battery

之前，金氧化物太阳能电池将光子转变为电子的效率并没有硅太阳能电池高。William Chueh助理教授领导的团队发现了提高金属氧化物太阳能电池效率的方法。研究员们发现当金属氧化物太阳能电池的温度升高时，电子流过金属氧化物的速度将会加快，其效率将会增加，而硅太阳能电池则相反。在将金属氧化物太阳能电池和电解水两个过程的结合试验中，研究员发现加热后产生氢气的速度是不加热的两倍。

相关成果发表在Energy & Environmental Science上。

7.新型蜂窝设计助航热化学储能

Novel honeycomb design for better thermochemical energy storage capabilities

欧洲的研究人员已经成功地设计和验证了一个创新性的氧化热化学储能器/换热器，虽然存储容量相对较低，但这个概念在现实条件下首次被验证。

该团队的工作包括生产氧化还原的蜂巢和反应器/换热器系统的配置，以及后重组。

单片蜂窝结构的优点，是可以提供简单的反应器设计。在充电过程中，由于太阳接收器提供的最高温度约为700度，为达到温度为1000度的充电反应，燃烧器被用来提供额外的热量。后重组技术未来商业化的成功很大程度上取决于发展的下一代/高温/高效CSP技术。

8.有机太阳能电池的突破为自己挣得表现空间

Organic solar cell breakthrough gives big performance boost

以色列技术学院研究人员的专利使有机太阳能电池的效率提高到50%，并会极大推动太阳能发电作为主要能量来源的可行性。

有机光伏电池通过有机分子将太阳能转化为电能，但有机光伏电池的效率和电力生产受结构方面限制。研究员已经开发了一种新的系统，使太阳能转换成电流效率从10%提高到15%，并增加0.2伏的电池电压。

通过不断增加其固定位置在系统中的电极之间的能量差距，研究人员能够提高电压，从而使系统功率增加。