水鹽電池研究新突破：更加綠色安全的電能存儲

*馬里蘭大學和美國陸軍研究實驗室的科學家們，已經用高濃度水鹽打造出了安全綠色的電池，並且可在大規模電網存儲、宇宙飛船、以及心臟起搏器等領域發揮重要的作用。*當前許多電池都採用了在陰極附近分解電解質來供能的設計，並且形成了一個所謂的“固體電解質界面層”（SEI Layer）——儘管絕緣，但仍允許離子通過。

SEI允許電池運行於更高的電壓，且自放電更慢。它是如此的重要，以至於商用鋰離子電池都包含了這一結構，即使這讓它不得不採用一種能（在罕見情況下）快速過熱的易燃電解質。

不過，我們還可以採用更安全的替代品——比如水性電解液——然而此前，沒有人相信可以做到在這樣的媒介中形成固體電解質界面層（簡稱SEI）。

現在，王春生（Chunsheng Wang）、徐康（Kang Xu,音譯）及其團隊，已經首次成功地在一個水性電池中創建出了SEI，這項研究為更安全和綠色的電池而鋪平了道路。

科學家們從海水電池中獲得了靈感，然後使用了精心挑選的鋰鹽將這個概念發揮到極致，最終打造出了一個鹽水比例6:1的水性電解液。

這種高濃度的鹽（接近飽和水平），意味着可以形成一個固體電解質界面層，而最大電壓可以從1.23V提升至3V。

測試中，該團隊的原型電池已實現了2.4V的電壓，整個電池的能量密度約為100瓦時/千克，並且能夠在超過1000次的充放電週期中保持穩定的性能。

此前，水性電池在電壓和能量密度面前，只有高循環和穩定這兩個優勢。本次研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學》（Science）期刊上。

當然，後續仍有許多研究要繼續，比如採用不可燃的電解液以減少製造成本、以及提升電池的再循環能力。其潛在應用包括廉價安全的電網存儲、或者為密閉空間提供更安全的能源（比如飛機、太空船和潛水艇）。