德国用烂苹果制造电池
最近審查:02.07.2025
用变质的苹果作为能源乍一看可能有点荒唐,但卡尔斯鲁厄理工学院的一组研究人员决定利用这种材料制造廉价、高性能的钠离子电池。这群德国研究人员提出的这项技术可能是目前所有技术中最环保的。
该发明可作为一种简单且价格低廉的储能装置,而且随着技术的发展,基于腐烂苹果的钠离子电池将能够与如今广泛应用于便携式电子设备和小型电动汽车的锂离子电池竞争。
严格的剔除(根据大小、颜色和其他外部缺陷)导致苹果采摘后会剩下大量不合格的果实,这些果实易腐烂,几乎会立即被送去处理。顺便说一句,在欧洲,采摘后的废弃物问题相当严重,一些水果和蔬菜腐烂得很快,甚至不能用作动物饲料。一些小型私营公司想出了各种方法来解决这个问题,但他们的努力通常都不够。
卡尔斯鲁厄研究所的研究人员斯特凡诺·帕塞里尼(Stefano Passerini)和丹尼尔·布赫霍尔茨(Daniel Buchholz)提出了一种利用变质苹果的新颖且实用的方法。这种苹果干果的碳含量高达95%,可以从中提取出“高密度碳”——一种低成本、高产出的电极。
专家们能够创建基于“苹果碳”的阳极,其比容量为 230 mAh/g,并且即使经过 1000 次电池充电和放电循环后仍能保持其原有性能。
科学家指出,电池放电和充电后损失的容量百分比(即所谓的电极库仑效率)达到了相当高的水平——99.1%。
在工作中,科学家们还为“苹果”电池创造了一种环保且高效的阴极——多层氧化物使得获得一种可以与锂离子阴极相媲美的材料成为可能,但也存在一些不同之处——在超过 500 次循环后,电荷保持率为 90.2%,效率因子超过 99.9%。
锂离子电池可以储存大量能量,但其中也含有钴等对生命和健康有害的物质,而且此类储能设备的成本也相当高昂。
钠离子电池价格更便宜,采用简单且价格实惠的材料制造,但其性能丝毫不逊色于锂离子电池。
据帕塞里尼教授介绍,钠离子电池的效率仅比锂离子电池低 20%,但新开发的技术实际上相当于锂离子电池的性能。
如今,尽管钠离子电池成本低廉,但并不十分常见,但科学家们相信,由于钠离子电池的可用性和低成本,它将成为最广泛使用的阳极材料。
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