钠和钾基电池可能是未来智能电网的关键

从一次充电可行驶数百英里的电动汽车到像汽油动力版本一样强大的链锯，每年都有新产品投放市场，这些产品利用了电池技术的最新发展。

但是这种增长导致人们担心，全球锂的供应最终可能会被耗尽，锂是许多新型可充电电池的核心金属。

现在，佐治亚理工学院的研究人员发现了新的证据，表明基于钠和钾的电池有望替代锂基电池。

乔治·W·伍德拉夫机械工程学院的助理教授马修·麦克道威尔说：“钠离子和钾离子电池的最大障碍之一是它们倾向于比其他电池更快地衰减和降解，并且所消耗的能量更少。”材料科学与工程学院。

他补充说：“但我们发现情况并非总是如此。”

在6月19日发表在《焦耳》杂志上，并由国家科学基金会和能源部赞助的这项研究中，研究小组研究了三种不同的离子(锂，钠和钾)与铁颗粒的反应方式硫化物，也称为黄铁矿和傻瓜的黄金。

随着电池的充电和放电，离子不断与构成电池电极的颗粒发生反应并渗透。此反应过程会导致电极颗粒发生大量体积变化，经常将它们破碎成小块。由于钠离子和钾离子比锂离子大，因此传统上认为它们在与颗粒反应时会引起更大的降解。

在他们的实验中，直接在电子显微镜下观察到电池内部发生的反应，其中硫化铁颗粒起着电池电极的作用。研究人员发现，硫化铁在与钠和钾的反应过程中比与锂反应更稳定，这表明这种基于钠或钾的电池的寿命可能比预期的更长。