中化新網(wǎng)訊 實現(xiàn)“雙碳”目標離不開可再生能源的開發(fā)和高效利用，而安全、綠色的大規(guī)模儲能技術是其關鍵支撐。天津大學化工學院楊全紅教授領銜的先進碳與能源材料實驗室團隊研發(fā)出一種全新的低腐蝕性“有機雙氯”電解液，為鋁金屬電池走向大規(guī)模實際應用掃清了一大障礙。該研究成果于12月4日發(fā)表在國際學術期刊《自然—可持續(xù)性》。

　　鋁金屬電池因負極材料鋁具有理論比容量高、地殼儲量豐富、成本低廉等優(yōu)勢，在下一代儲能技術中展現(xiàn)出巨大開發(fā)潛力。然而，鋁金屬電池技術的實用化長期受限于電解液體系。傳統(tǒng)電解液雖能使鋁可逆沉積與溶解，但普遍存在腐蝕性強、黏度高、成本高、動力學遲緩等問題，嚴重損害電池組件壽命，制約了鋁金屬電池發(fā)展。

　　針對這一核心挑戰(zhàn)，團隊創(chuàng)新性地提出“有機雙氯”溶劑化電解液設計策略，以氯化鋁或正丙醚有機體系替代傳統(tǒng)離子液體，并通過精準篩選與調(diào)控有機溶劑的溶劑化能力，構建了獨特的“有機雙氯”溶劑化結構。該結構將所有具有腐蝕性的氯離子(Cl-)“限域”在鋁離子(Al3+)周圍，從而大幅降低了電解液整體的腐蝕性。同時，這一特殊結構易于極化，從而確保了鋁電池能夠穩(wěn)定、高效地完成反復的充電與放電循環(huán)。

　　此項突破不僅成功解決了鋁金屬電池面臨的強腐蝕性難題，更開創(chuàng)了一條基于陽離子活性物種的全新電化學反應路徑。這為攻克鋁電池乃至其他多價金屬電池中普遍存在的腐蝕、動力學遲緩、傳質(zhì)受阻等共性技術瓶頸，提供了全新的解決思路，為助力鋁金屬電池的產(chǎn)業(yè)化應用提供了技術支撐。

　　天津大學化工學院先進碳與能源材料實驗室團隊致力于新型能量存儲與轉(zhuǎn)化材料與器件研究。此項研究成果由該團隊與中國科學院深圳先進技術研究院合作完成。《自然—可持續(xù)性》在同期刊發(fā)的專題評述中特別指出：“此工作使鋁金屬電池向?qū)嶋H應用邁進了一大步?！?/p>