“电池研究 超级电池研究的新突破”

年以来，tu graz材料化学技术研究所的stefan freunberger致力于开发性能高、采用寿命长的新一代电池，其生产价格也比现有型号便宜。 他认为锂氧电池有很大的潜力。 年，在他的工作过程中，freunberger揭示了机体和电池中细胞老化的相似之处。 在任何情况下，高反应性单线态氧都会导致老化过程。 这种形式的氧气是freunberger过去几年的研究热点，产生于锂-氧电池充电或放电时。 这个图表研究者现在找到了减少单线态氧负面影响的方法，nature communications和angewandte chemie。

稳定的氧化还原介质是提高能效的关键

在他的自然通讯论文中，freunberger阐述了单线态氧对所谓氧化还原介质的影响，氧化还原介质可以可逆地还原或氧化。 这项事业是与韩国和美国的研究者合作进行的。 氧化还原介质在氧电池内的外部电路和电荷存储材料之间的电子流动中起着重要的作用，同时也对它们的性能产生很大的影响。 调停员背后的原理是从自然中借来的，负责神经冲动的传播和能量的产生等活细胞内的各种功能。 迄今为止，氧化还原介质被认为因超氧化物和过氧化物而失活。 但根据我们的实验，这是单线态氧的作用造成的，freunberger说。 研究人员用密度泛函理论计算解释了某些类型的介质对单线态氧的抵抗力为什么比其他类型强。 他们还查明了最有可能的攻击路线。 这些见解推动了新的、更稳定的氧化还原介质的开发。 freunberger解释说，电介质越稳定，电池就越有效、可逆、持续。

dabconium提供较为有效的单线态氧保护

单线态氧除禁用氧化还原介质外，还会引起寄生反应，影响电池的寿命和充电性。 为此，freunberger尝试找到合适的猝灭剂，以指向空气体中产生的无害三重态氧-生物学上的正确方向。 被称为超氧化物歧化酶的酶，阻止活细胞中单线态氧的形成。 相反，我的实验采用了dabconium--。 这是有机氮化合物dabco的盐。 dabconium是电解质添加剂，比以前明确的淬火剂更耐氧化，同时与锂金属阳极相容。 这样，freunberger为锂氧电池的充电首次创造了条件。 这些电池几乎没有副反应。 换言之，没有寄生反应。 但是，正如freunberger去年表示的那样，单线态氧还会给最新一代的锂离子电池和氧气电池带来问题。 这意味着淬火剂对前者也非常重要。 freunberger在期刊上发表了这种单线态氧猝灭的详细新闻angewandte chemie。

理想情况下，同时使用介质和查询器

法伦贝格研究的下一步是整合他的研究结果，开发新的调解员。 它们尤其应该能够抵抗单线态氧的攻击，通过执行淬火功能进行有效的对抗。 这样可以大幅延长锂电池的使用寿命，最大限度地提高能源效率。

该项目是该大学专业行业先进材料科学的一部分，该行业是tu graz五大战术研究重点之一。 该项目由奥地利科学基金( fwf )、奥地利研究促进局) ffg )、欧洲研究理事会) ( erc )资助。 stefan freunberger是Nawi格拉z方案的成员。

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