光熱材料助水系電池低溫增效，厲害了

由於水系電池價格合理、安全性高且具有環境效益，已成爲大規模儲能的一個頗具前景的選擇。

然而，它們在寒冷氣候中的應用卻因零度以下的性能問題而受到阻礙，在這種情況下，電解質凍結以及離子轉移減少會使系統運行速度變慢。

像外部加熱這類傳統的解決方案能耗高且效率低，這促使研究人員去探索新的策略，這些策略能夠在不影響效率或增加複雜性的情況下提升水系電池的低溫性能。

現在，來自新南威爾士大學和深圳先進技術大學的研究人員開發了一種在零度以下溫度下能高效運行的水系電池。

發表在《能源材料與器件》，該研究揭示了光熱電流收集器和懸浮電極如何使電池自身產生熱量，並在寒冷氣候下保持穩定性能。該系統藉助科琴黑基材料把陽光轉化爲熱能，爲極地和寒冷地區的能源存儲提供了切實可行的解決方案。

這項研究的核心創新之處在於把光熱材料集成到電池的電流收集器當中。基於科琴黑的收集器在寬光譜範圍（200 至 2500 納米，效率達 98%）內吸收陽光，迅速產生熱量，僅用 22 分鐘就將電池的核心溫度從-18°C 提升到 20°C。然後，具有高熱導率的懸浮電極將熱量均勻地分佈開來。

爲了提高穩定性，該系統包括一個聚光器和溫度控制機制，使電池在充放電過程中能將核心溫度保持在 20°C，即使外部溫度在-5°C 至 5°C 之間波動。這項技術有效化解了水系電池在寒冷地區所面臨的電化學方面的限制，爲大規模儲能提供了可行的解決方案。

此項工作是新南威爾士大學（UNSW）與深圳先進技術大學（SUAT）的共同成果。首席研究員王大衛博士，曾爲新南威爾士大學的研究人員，將整合 SUAT 和 UNSW 的智力資源和技術平臺，以實現技術轉化。

他說道：“我們致力於推動淨零能源技術的創新設計。”

在這個特定例子中，我們描繪出了概念，還製造了這個系統，從而實現對複雜電池裝置的太陽能驅動加熱。

我們期望這個解決方案的轉化能夠滿足新興工業對寬溫電池的需求。

電池技術的這一進步爲水系電池在電網規模儲能中的應用範圍擴大帶來了巨大希望，尤其是在寒冷地區。

憑藉增強的低溫性能，這些電池能夠部署在極地地區，爲鋰離子系統提供一種經濟高效且可持續的替代選擇。