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突破性电池具有防火、水基、有机、耐用和可回收等特点

电池的概念图(图片来源:人工智能生成)
电池的概念图(图片来源:人工智能生成)
日本的研究人员开发出了一种新型有机聚合物,这种聚合物既可溶于水,又易于回收,这一突破可能会带来更安全、更环保的新一代电池。
Renewable Science

日本东北大学的一个研究小组与 Nitto Boseki Ltd. 合作开发出了一种新型有机氧化还原聚合物,解决了开发更安全、更可持续的水基电池所面临的一些重大挑战。这项发表在《聚合物期刊》(Polymer Journal)上的研究详细介绍了一种与水性电解质兼容且可回收的高性能电极材料。

有机电池使用地球上丰富的元素制成的聚合物,已被证明是科学研究中一个很有前景的探索领域。但是,许多用于存储电荷的最佳有机分子都具有疏水性,因此它们在水基系统中表现不佳。

东北大学的研究小组通过化学键合一种叫做对苯二酚的高容量有机分子和聚烯烃胺(一种水溶性聚合物骨架),解决了这个问题。这种新型聚合物结构不仅适用于水基电池,而且还能利用静电斥力防止妨碍对苯二酚性能的常见副反应。

作为概念验证,研究小组利用这种新材料制造了一种 "聚合物-空气 "电池。该电池在测试中表现出很高的耐用性,在 100 多个循环中仅损失了 1%的电量。此外,水基电解质的使用意味着没有传统电池的火灾风险。

大约 10 天前,我们曾报道过一项类似的成果,凸显了电池设计越来越注重可回收性的趋势。在这项研究中,麻省理工学院的一个 麻省理工学院的一个研究小组用类似凯夫拉尔纤维的分子创造了一种自组装固态电解质,这种电解质可以溶解在有机溶剂中这种电解质可以溶解在有机溶剂中,便于回收利用。东北大学研究人员的新型聚合物也是可回收的,但采用的方法略有不同--它可以通过酸处理分解成原材料。

新型电池工作原理示意图(Kouki Oka 等人)
新型电池工作原理示意图(Kouki Oka 等人)

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Chibuike Okpara, 2025-09-10 (Update: 2025-09-10)