據(jù)外媒報(bào)道，近日，印度班加羅爾賈瓦哈拉爾尼赫魯先進(jìn)科學(xué)研究中心的兩名研究人員由于為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)了高效且環(huán)保的可充電鋅空氣電池，榮獲了KPIT Sparkle 2020銀獎(jiǎng)。KPIT Sparkle是一個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)，可讓年輕人在汽車軟件領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用，并為不斷發(fā)展的移動(dòng)出行生態(tài)系統(tǒng)培養(yǎng)人才。研究員之一Tarandeep Singh隸屬于化學(xué)系和物理學(xué)材料部門，其認(rèn)為鋅空氣電池是未來(lái)的發(fā)展方向。“在燃料價(jià)格不斷上漲，全球氣候變暖加劇的情況下，金屬空氣電池，尤其是鋅空氣電池，在市場(chǎng)上有巨大的發(fā)展空間，因此我們研發(fā)了該款產(chǎn)品，而且計(jì)劃很快將其投入市場(chǎng)?！?
（圖片來(lái)源：edexlive.com）
01 什么是可充電鋅空氣電池呢？
初級(jí)不可充電鋅空氣電池早已上市。要了解可充電鋅空氣電池，首先需要研究其背后的化學(xué)原理。鋅空氣電池在放電過(guò)程中，陰極會(huì)發(fā)生氧還原反應(yīng)。到目前為止，很多電催化劑都已經(jīng)成功研發(fā)，且已經(jīng)完成商業(yè)化。但是，為了給電池充電，需要采用一種對(duì)氧還原和析氧反應(yīng)都有活性的雙功能陰極材料，才能夠讓該電池在電流作用下進(jìn)行充電。除此之外，鋅空氣電池還需要具備機(jī)械充電的能力。
02 用于電動(dòng)汽車時(shí)，鋅空氣電池與其他電池有何不同？
鋅空氣電池與電動(dòng)汽車中使用的其他電池完全不同，此種電池是傳統(tǒng)電池與燃料電池的混合體，利用空氣作為燃料，釋放電流。除此之外，鋅空氣電池采用一種廉價(jià)金屬鋅作為陽(yáng)極，使用含水電解質(zhì)，而且制造過(guò)程無(wú)需任何惰性氣體。與目前電動(dòng)汽車中使用的電池形成了鮮明對(duì)比，目前的電池采用鋰陽(yáng)極、有機(jī)電解質(zhì)，而且制造過(guò)程需要惰性氣體。此外，與目前電動(dòng)汽車使用的鋰離子電池相比，鋅空氣電池具有更高的比能。鋰離子電池技術(shù)會(huì)增加電池組的成本，從而增加車輛的整體成本，而且，充電時(shí)間長(zhǎng)，而印度又缺乏足夠的充電設(shè)施，還沒(méi)有鋰金屬礦石，因此兩名研究人員希望能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車找到替代性電池。
03 在研發(fā)鋅空氣電池遇到的挑戰(zhàn)
鋅空氣電池的容量高，但是缺乏功率容量，因此迄今為止都未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。無(wú)法充電也阻礙了其在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。因此，研究人員研發(fā)了具備電力充電和機(jī)械充電能力的鋅空氣電池。此外，為了解決功率問(wèn)題，研究人員改進(jìn)了電池設(shè)計(jì)，降低了電池的內(nèi)阻，最終將該電池的功率提高了約2.5倍。
04 此類電池對(duì)于環(huán)境有什么好處？
鋅空氣電池不采用任何不環(huán)保的有機(jī)電解質(zhì)，而是采用空氣作為燃料，以及使用含水電解質(zhì)。此外，鋅空氣電池放電之后的產(chǎn)物也是環(huán)保的，可以利用現(xiàn)有的方法輕易將其回收。
05 何時(shí)為該款電池申請(qǐng)版權(quán)專利？
研究人員表示，目前正在為該款電池申請(qǐng)版權(quán)專利，而且很快就會(huì)通過(guò)申請(qǐng)，從而可以盡早將該電池投入市場(chǎng)。
