美国化学学会 信用:美国化学学会 风能和太阳能等可再生能源有助于减少世界对化石燃料的依赖
但首先，电力公司需要一种安全、经济的方式来储存能量以备后用
大容量的锂离子电池可以完成这项工作，但它们存在安全问题，锂的可用性有限
现在，研究人员在美国化学学会的《纳米快报》上报道，他们已经制造出一种无阳极锌基电池的原型，这种电池使用低成本、天然丰富的材料
水基锌电池由于其安全性和高能量密度，已经被开发用于电网规模的能量存储
此外，用于制造它们的材料自然丰富
然而，迄今为止开发的可充电锌电池需要厚的锌金属阳极，其含有大量过量的锌，这增加了成本
此外，阳极易于形成树枝状晶体——充电过程中沉积在阳极上的锌金属的结晶突起——这会使电池短路
朱云培、崔屹和胡萨姆·阿尔沙雷夫想知道是否真的需要锌阳极
从以前对“无阳极”锂和钠金属电池的探索中得到启发，研究人员决定制造一种电池，其中富锌阴极是铜集流体上镀锌的唯一来源
在他们的电池中，研究人员使用了预先嵌入锌离子的二氧化锰阴极、三氟甲磺酸锌电解质水溶液和铜箔集流体
在充电过程中，锌金属被镀在铜箔上，在放电过程中，金属被剥离，释放出为电池供电的电子
为了防止枝晶形成，研究人员在铜集流体上覆盖了一层碳纳米圆盘
该层促进了均匀镀锌，从而防止枝晶，并提高了镀锌和剥离的效率
电池显示出高效率、能量密度和稳定性，保持62
80次充放电循环后，其存储容量的8%
研究人员说，无阳极电池的设计为在储能系统中使用水性锌基电池开辟了新的方向
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