美国研发新型电极材料让电化学电池高效互相转化电与氢

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尽管风能和太阳能等动力可以在发电的时分，完成无排放，但是却依靠风和太阳，而此种供给并非总能满意需求。同样地，核电站以最大容量运行时功率更高，因此无法依据需求添加或削减发电量。几十年来，动力研究人员都在妄图处理一个严峻挑战，即怎么存储剩下的电力，以便在需求的时分再开释回电网？

图片来历：爱达荷国家实验室

据外媒报道，最近，美国爱达荷国家实验室（Idaho National Laboratory）的研究人员研发了一款用于电化学电池的新式电极材料，处理了上述难题。此种电池可以高效地将剩下的电力和水转化为氢，当电力需求添加时，该电化学电池可以反过来将氢转换成电，用于电网。而发作的氢还可作为燃料，用于取暖、车辆或其他用处。

研究人员早就认识到氢作为储能介质的潜力，所以改善了一种名为质子陶瓷电化学电池（PCEC）的电池，此种电池可以利用电力，将蒸汽分解成氢和氧。

不过，在以前，此类设备具有局限性，特别是在高达800摄氏度的高温下作业时。高温就要求昂贵的材料，还会加速材料降解，然后让电化学电池的本钱极高。

在此次研究中，研究人员描绘了一种新式氧电极材料，是一种可以一起促进水分解和氧复原反响的导体。与大多数电化学电池不同，此种新材料是一种钙钛矿化合物氧化物，无需额定的氢，就可以让电池将氢和氧转化为电力。

在此之前，研究人员曾为该电极研发了一种3D网格状结构，然后让其表面积更大，以将水分解成氢和氧。3D网格状电极和新式电极材料结合，可以让该款电池在400至600摄氏度高温下自给自足，且可进行可逆性操作。

研究人员表示：“我们证明了该PCEC可以在此种低温下进行可逆操作，可以在无需任何外部氢供给的情况下，将水分解生成氢，再转化为电力，完成自给自足。”

以前，氧电极只传导电子和氧离子，而新式钙钛矿可以进行“三重传导”，即可传导电子、氧离子和质子。在实践使用中，可以进行三重传导的电极会更快发作反响、更高效，因此可以在坚持出色性能的一起，下降操作温度。

未来，研究人员希望继续将创新材料与前沿制作工艺相结合，继续改善该款电化学电池，以让该技能可以使用于工业规划。