德克萨斯农工大学的研究人员发现，水基电池电极储存的能量比之前想象的要多。

在发表在《自然材料》杂志上的一篇论文中，科学家们解释说，他们的实验和模拟使他们能够确定无金属水基电池电极的存储容量相差1000%。

无钴水电池由阴极、电解质和阳极组成。阴极和阳极是可以储存能量的聚合物，电解质是与有机盐混合的水。电解液是离子传导和能量储存的关键，通过它与电极的相互作用。

根据这篇新文章，氧化还原活性的非共轭自由基聚合物(电极)是无金属水电池的有前途的候选者，因为聚合物具有高放电电压和快速氧化还原动力学。由于电子、离子和水分子同时转移，反应复杂且难以解决。

论文中写道:“我们使用电化学石英晶体微天平在一定时间尺度上进行耗散监测，通过检测不同chao-/kosmotropic特性的水电解质，证明了氧化还原反应的本质。”

德克萨斯农工大学的研究小组用计算模拟和分析补充了实验工作。这些模拟使我们对微观分子尺度的结构和动力学有了更深入的了解。

“理论和实验经常紧密合作，以理解这些材料。我们在这篇论文中计算的一件新事情是，我们实际上将电极充电到多个电荷状态，并观察周围环境对这种充电的反应，”合著者丹尼尔·塔博尔在一份声明中说。

Tabor和他的同事们通过测量电池运行过程中有多少水和盐进入电池，从宏观上观察了电池阴极是否在某种盐的存在下工作得更好。

“我们这样做是为了解释实验观察到的现象，”他说。“现在，我们希望将我们的模拟扩展到未来的系统。我们需要证实我们的理论，即是什么力量推动了这种水和溶剂的注入。”

在研究人员看来，这种新的储能技术可能会推动无锂电池的发展。

塔博尔说:“我们在分子水平上有了更好的了解，是什么让一些电池电极比其他电极工作得更好，这为我们在材料设计方面的前进方向提供了强有力的证据。”

来源：www.mining.com/water-based-batteries-store-more-energy-than-previously-thought/

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