海水中的氯离子可以取代未来电池中的锂

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钠、钾和锌都是锂在未来可充电电池中的有力竞争者，但伍斯特理工学院(WPI)的研究人员在其中添加了一种不寻常且更丰富的竞争者：氯化物，海水中最丰富的负电荷离子。

WPI化学工程系JamesH.Manning教授XiaoweiTeng发现了一种由氯离子驱动的新型氧化还原化学物质，可用于开发海水绿色电池。

用于包括电动汽车在内的各种应用的现代锂离子电池可能会给电网存储带来问题，因为它们成本高昂，对钴、镍和锂等关键材料的依赖，而且地理可用性有限。例如，六个国家拥有陆地上超过85%的锂储量。

滕和他的研究合作者——阿拉巴马大学化学与生物工程教授希思·特纳(HeathTurner)，以及纽约布鲁克海文国家实验室的所有研究科学家张丽华、米琳达·阿贝昆、吉汉·权、丹尼尔·奥兹——超越了极限当前的绿色电池技术利用氯离子增强氧化铁电池材料的氧化还原化学。

Teng和他的同事在《材料化学》上发表的论文《氯化物插入增强碱性铁电池中氢氧化铁双层氢氧化物的电化学氧化成羟基氧化物》中报告了新的电池化学。

这项研究表明，氯离子插入Fe(OH)2层状双氢氧化物中形成了绿锈中间晶体材料，有助于单电荷转移Fe(OH)2/FeOOH转化反应并提高循环稳定性。这种新的铁氧化还原化学是在WPI实验室中发现和检验的。滕和他的研究生、该文章的主要作者SathyaNarayananJagadeesan进一步前往布鲁克海文国家实验室能源用户设施部进行实验，利用操作同步加速器X射线衍射和高分辨率基本映射来验证结果。

Teng和他的WPI团队制作了一种水性电池，这是一种小型实验室规模的原型，在水基电解质中运行，使用的电极主要由铁氧化物和氢氧化物等丰富的元素制成。滕说，虽然该团队尚未计算成本，但使用地球上丰富的材料应该会使规模对他们有利。美国每年产生超过1500万吨未回收的废铁，其中许多以铁锈的形式存在。因此，所报道的可充电碱性铁电池化学有助于将铁锈废料重新用于现代能源存储。

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