高性能锂离子电池面临一个主要问题：随着电池部署在电动汽车和固定式存储装置中，锂电池最终将耗尽。来自Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员现在已经发现了另一种选择：“傻瓜的黄金电池”。它由铁，硫，钠和镁组成 - 所有元素都供应充足。这意味着巨型蓄电池可以建造在廉价且用于建筑物中或固定在发电厂旁边的固定电池上。
迫切需要寻找低价电池来存储电力。绿色电力的间歇性正在影响电网，要求将固定式存储单元连接到智能电网。电动汽车越来越受欢迎，但仍然很昂贵。我们所知的高效锂离子电池不适合大规模静电存储; 它们太贵了宝贵的锂太稀缺了。需要一种廉价的替代品 - 由廉价成分制成的电池，可以大量供应。但是电化学是一项棘手的事情：并非所有便宜的东西都可以用来制造电池。
安全，耐用，价格实惠
Maksym Kovalenko，Marc Walter和他们在Empa薄膜和光伏实验室的同事们现在已经成功实现了不可想象的目标：将镁阳极与镁和钠离子电解质结合起来。由黄铁矿制成的纳米晶体 - 通常被称为傻瓜的金 - 作为阴极。硫铁矿是结晶硫化铁。来自电解质的钠离子在放电期间迁移到阴极。当电池重新充电时，黄铁矿会重新释放钠离子。这种所谓的钠镁混合电池已经在实验室中运行，并具有以下几个优点：镁作为阳极比高度易燃的锂更安全。实验室中的测试电池已经经受了40次充电和放电循环而不影响其性能，需要进一步优化。
然而，最大的优点是这种电池的所有成分都很容易负担得起并且供应充足：例如，硫化铁纳米晶体可以通过在传统的球磨机中用硫磺研磨干燥的金属铁来生产。由于地壳中的丰度(质量)，铁，镁，钠和硫在第4，第6，第7和第15位。一公斤镁的成本最高为4瑞士法郎，这比锂电池便宜15倍。在构建廉价电池方面还可以节省成本：锂离子电池需要相对昂贵的铜箔来收集和传导电力。然而，对于傻瓜的金色电池来说，廉价的铝箔就足够了。
每年在Leibstadt电站储存电力的潜力
研究人员主要看到他们开发大型网络蓄电池的潜力。傻瓜的金电池不适合电动汽车 - 它的输出太低了。但无论在哪里，它都归结为成本，安全性和环境友好性，这项技术是一个优势。他们的论文最近发表在“ 材料化学 ”杂志上，Empa的研究人员提出了具有太瓦存储容量的电池。例如，这种电池可用于暂时存储来自Leibstadt的瑞士核电站的年产量。“电池的全部潜力还没有消耗殆尽，”Kovalenko说道，他在苏黎世联邦理工学院化学与应用生物科学系担任教授，并在Empa担任研究员。“如果我们改进电解质，我们必然能够进一步提高钠镁混合电池的电压并延长其循环寿命。” 他补充说：“我们也寻找愿意支持研究这种后锂离子技术的投资者并将其推向市场。
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