鋰電高/低溫性能獲突破 燃料電池再現(xiàn)新型催化劑？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-16 15:52
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據(jù)外媒報道，英國薩里大學(xué)與倫敦瑪麗王后大學(xué)的研究團隊制作低成本碳基電催化劑，該產(chǎn)品可被用于陰離子交換膜燃料電池，該款催化劑有助于將燃料電池的能量密度提升至703mW／cm2。相較之下，該領(lǐng)域早前的能量密度僅為50 mW／cm2。
據(jù)悉，該類催化劑選用了價格便宜的埃洛石作為模板，利用尿素及糠醛分別作為其氮源及碳源，糠醛是一種有機化學(xué)物，可利用燕麥、小麥麩或鋸屑（木屑）制得。然后，再將上述材料加工為黑色細粉，并將其用作氮摻雜碳電催化劑。
薩里大學(xué)高級講師Qiong Cai博士表示：“非金屬電化學(xué)催化劑的研究能取得成果，研究團隊感到很高興，這表明未來可利用低成本碳材料實現(xiàn)電催化劑的制備。值得一提的是，本次的研發(fā)成功離不開Magdalena Titirici教授的合作，他是倫敦瑪麗王后大學(xué)可持續(xù)材料化學(xué)領(lǐng)域的專家，負責(zé)就材料合成提供建議。
點評：其實，筆者樂于看到任何燃料電池催化劑研發(fā)的嘗試，因為這是燃料電池降本的核心。要知道，PEMFC電堆成本占整個燃料電池系統(tǒng)的62%，而電極的成本又占據(jù)了電堆成本的77%。電極成本主要取決于Pt催化劑的用量。換句話說，當前的燃料電池催化劑使得燃料電池應(yīng)用成本居高不下，而業(yè)內(nèi)不少人士吐槽的燃料電池功率問題，也正是因為Pt催化劑用量的減少，而燃料電池功率其實是可以通過增加Pt用量來實現(xiàn)非線性增長。
預(yù)鋰化硬碳負極 破解電動車低溫難題
據(jù)外媒報道，研究人員提供了一項新策略，用于破解電動車低溫難題。他們采用了耐寒型硬碳陽極及功能強大的富鋰陰極。
“非石墨烯化”或“硬”碳是電池內(nèi)的一款低成本電極材料，且頗具市場前景。即使在低溫下，可展現(xiàn)其快速的嵌鋰能力。在電池充放電期間，鋰離子可通過電解質(zhì)從陽極移動至陰極，反之亦然。
在首次充電過程中，鋰離子從陰極向陽極流動時，會損失部分鋰離子。在該過程中，鋰離子會嵌入并存儲。然后，研究人員結(jié)合利用了鋰離子減少的磷酸釩陰極與預(yù)鋰化硬碳陽極（LixC），從而形成鋰離子電池工作系統(tǒng)。據(jù)研究人員解釋，該款電池保留了常規(guī)鋰離子電池的高能量密度，同時還展現(xiàn)了類似超級電容的的高電量及長使用壽命。
此外，在零下40攝氏度下，其電量保有量占到總量的2/3。相較之下，常規(guī)鋰電池的電量保有量只有10%。這主要得益于磷酸釩陰極的天然特性及預(yù)鋰化硬碳陽極的快速反應(yīng)動力學(xué)。
點評：其實，鋰電池的預(yù)鋰化技術(shù)并不是一項新鮮研究了，預(yù)鋰化簡單來講，就是從正極材料外再尋找到一個鋰源，讓SEI膜的形成消耗外界鋰源的鋰離子，這樣就可以保證正極脫嵌的鋰離子不會浪費于化成過程，最終可以提高全電池容量。預(yù)鋰化的種類很多，上文也只是其中一種，不過，目前各種預(yù)鋰化方法，都還是處于試驗階段，囿于成本和工藝，量產(chǎn)化的預(yù)鋰化應(yīng)用，還沒有展開。
電池冷卻新方法 革新電車續(xù)航
近日，臺北有個叫做Mobility邢的男孩，針對“電機放電越快，產(chǎn)生的熱量就越多”這一物理現(xiàn)象采取了一種完全不同的解決方法，即將電池浸入到高沸點的非導(dǎo)電液體中，通過電池組內(nèi)部放置冷卻系統(tǒng)來降低電機溫度。
小邢使用的是3M Novec 7200 Engineered Fluid冷卻液，這是一種專門為超級計算機降溫所研發(fā)的非導(dǎo)電液體。3M公司負責(zé)人邁克爾·加索（Michael Garceau）表示：“將Novec冷卻液浸泡在電動汽車電池組是一項很有趣的項目，如果試驗成功，那將是電動汽車突破性的工程，會給電動汽車市場帶來顛覆性的變革！”
