印度理工學院馬德拉斯分校、開發出一種使用低碳鋼製造的鐵離子電池、150次的循環充放電

印度研究團隊開發出 低成本高電量鐵離子電池

印度理工學院馬德拉斯分校(IIT Madras)最近宣布開發出一種使用低碳鋼製造的鐵離子電池,具備較高成本效益、安全穩定及可儲存較高電量等優勢。

目前全球無論是在手機、電腦或電動車,大多使用效能及穩定性較高的鋰電池,但因印度未蘊藏鋰礦,世界鋰礦礦藏也短缺,加上印度政府正在推動2030年全面電動車化,印度理工學院馬德拉斯分校開發出鋰以外性能相當的充電電池,有助印度推動電動車政策。

印度理工學院馬德拉斯分校這項研究成果,最近發表在英國皇家學會期刊「化學通訊」(ChemicalCommunications)上。

印度理工學院馬德拉斯分校物理系教授桑達拉(Ramaprabhu Sundara)所率領的研究團隊在研究中發現,以低碳鋼作為陽極、五氧化二釩作為陰極,採用含高氯酸鐵的電解質液製造出鐵離子電池,可達到成本較低且儲存高電量的目標。

這個團隊的研究發現,這種鐵離子電池可進行150次的循環充放電,且在50次循環充放電結束後,還能保持54%的電量,顯示出良好的穩定性。

論文指出,與鋰電池相較,在特定環境下製造這種鐵離子電池時,可從鐵離子電池汲取的能量密度為每公斤220瓦時(220 Wh/kg),約為鋰電池性能的55%到60%。鋰電池的能量密度為每公斤350瓦時(350 Wh/kg)。

桑達拉日前告訴「印度人報」(The Hindu),如果環境條件(ambient conditions)下製造這款鐵離子電池,可獲得約鋰電池近40%的性能。鐵離子電池也可在高電流密度下循環,以便能更快地從電池中汲取能量。

桑達拉說,鐵具有良好的物理化學性質,且鐵離子氧化還原電位高於鋰離子,這些特性被忽視了好多年,這也是目前沒有鐵離子電池的原因。

和鋰電池相較,這篇論文的共同作者、印度理工學院馬德拉斯分校博士班學生莎曼塔瑞(Sai SmrutiSamantaray)表示,鐵離子電池在充電過程中更為穩定,可防止電池短路,且比鋰電池成本更低,也更安全。

莎曼塔瑞說,研究團隊正在嘗試使用不同的金屬氧化物來增加可與陰極結合的鐵離子數量,當有更多鐵離子與陰極結合時,就可在鐵離子電池中儲存更多電量,從而提高電池的性能。

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