采集綠色太陽(yáng)能的挑戰(zhàn)之一是如何在沒(méi)有太陽(yáng)的時(shí)候儲(chǔ)存這些能源。雖然近年來(lái)采集太陽(yáng)能的成本已經(jīng)顯著下降，但通過(guò)電池組和其他方法存儲(chǔ)這些能量的成本并沒(méi)有那么快跟隨下降。來(lái)自康奈爾大學(xué)的研究人員一直在探索低成本的材料來(lái)制造可充電電池，以使能源存儲(chǔ)更加實(shí)惠。



該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們的突破可以為目前主導(dǎo)電池市場(chǎng)的鋰離子電池提供更安全、更環(huán)保的替代品。鋰離子電池運(yùn)用在太陽(yáng)能上目前存在一些挑戰(zhàn)，它們充電速度慢，如果被刺破或損壞或者環(huán)境不太理想的情況下，活潑的鋰離子可能會(huì)起火。在目前的研究中，科學(xué)家們正在使用鋁和鋅來(lái)制造一種新的電池。

研究人員說(shuō)，他們的電池有一個(gè)有趣的特點(diǎn)，就是它只有兩種元素用于陽(yáng)極和陰極。這些元素是鋁和碳。這兩種元素價(jià)格低廉，而且環(huán)保。電池的生命周期很長(zhǎng)，當(dāng)團(tuán)隊(duì)計(jì)算儲(chǔ)能成本時(shí)，電池的壽命越長(zhǎng)，儲(chǔ)能的成本降低越明顯。

使用鋁的主要優(yōu)勢(shì)之一是，與許多其他金屬相比，鋁是一種豐富的材料，具有較高的儲(chǔ)能能力。面臨的挑戰(zhàn)是，鋁很難集成到電池電極中。鋁會(huì)與物理上分割陽(yáng)極和陰極的玻璃纖維分離器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池短路和失效。

康奈爾大學(xué)的研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)一種由碳纖維交織而成的基質(zhì)，與鋁形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵來(lái)解決這一問(wèn)題。當(dāng)電池充電時(shí)，鋁會(huì)通過(guò)共價(jià)鍵沉積到碳結(jié)構(gòu)中。該技術(shù)需要對(duì)電池進(jìn)行非平面架構(gòu)，并創(chuàng)造出更深、更一致的鋁的分層，并能夠進(jìn)行精細(xì)控制。研究人員指出，在實(shí)際條件下，他們的鋁陽(yáng)極電池可以比其他鋁充電電池可逆性充放電次數(shù)多一個(gè)或多個(gè)數(shù)量級(jí)。