新型高能效全固态钠空气电池问世有效解决碳酸盐堵塞

  韩国浦项科技大学材料科学与工程系研究团队成功开发出一种高容量、高效率的全固态钠空气电池，无须特殊设备就能可逆地利用钠（Na）和空气。相关论文发表在最新一期《自然通讯》杂志上。

  蓄电池在电动汽车和储能系统等绿色技术中具有广泛应用。“金属—空气电池”被称为下一代高容量蓄电池，可从地球上的氧气和金属等丰富资源中获取电力。但金属和氧气反应的副产品中有碳酸盐，会堵塞反应通道，阻碍氧气进一步反应，进而影响了电池效率。

  为解决这样的一个问题，金属—空气电池常常要额外设备，如氧气渗透膜，以净化氧气或选择性地利用大气中的氧气。

  在本研究中，团队使用了一种名为NASICON的固体电解质。NASICON由钠、硅（Si）和锆（Zr）等元素组成，能在固体中进行离子移动，同时表现出很高的电化学性能和化学稳定性，有效解决了碳酸盐堵塞问题。

  利用这种固体电解质可使钠金属电极免受空气影响，并促进碳酸盐分解，无须额外特殊设备来过滤氧气。碳酸盐参与的可逆电化学反应可提升工作电压，来提升电池的单位体积内的包含的能量，同时明显降低充电和放电过程中的电压间隙，提高了能源效率。

  研究人员表示，这种基于固体电解质的电池平台可在环境条件下保持稳定，提供宽电压范围，有望引领全固态金属－空气电池步入“下一代”。

  由高容量、高效率全固态钠空气电池供电的电动汽车充电站。图片来自：物理学家组织网

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