用垃圾场废料制造高性能电池

从垃圾场取一些金属屑;将它们放入装有普通家用化学品的玻璃罐中;而且，您有一块高性能的电池。

机械工程学助理教授卡里·品特(Cary Pint)表示：“想像一下，每年丢弃的大量金属废料可用于为未来的可再生能源网格提供能量存储，而不是成为废料加工厂和环境的负担。在范德比尔特大学。

为了使这样的未来成为可能，品脱(Pint)领导了一个研究团队，该团队使用废钢和黄铜废料(这是最常见的两种废弃材料)制造出世界上第一个可存储能量与铅酸电池相当的钢黄铜电池，而充电和放电的速率可与超快速充电超级电容器媲美。

由范德比尔特跨学科材料科学计划和机械工程系的研究生和本科生组成的研究团队在题为“从垃圾场到电网：将废金属从环境中加工成纳米结构电极以用于超快充电电池”的论文中描述了这一成就。 “本周在ACS Energy Letters杂志上在线发表。

发挥这种性能的秘诀是阳极氧化，阳极氧化是一种常用的化学处理方法，用于使铝具有持久的装饰性外观。研究人员发现，当使用常见的家用化学和居民电流对废钢和黄铜进行阳极氧化时，研究人员发现金属表面被重组为纳米级的金属氧化物网络，当与水基液态电解质反应时，它们可以存储和释放能量。

研究小组确定这些纳米域解释了他们观察到的快速充电行为以及电池的出色稳定性。他们对它进行了5,000个连续充电周期的测试-相当于每天充电和放电超过13年-并发现它保留了90%以上的容量。

与最近爆炸的锂离子手机电池不同，钢黄铜电池使用的非易燃水电解质含有氢氧化钾，氢氧化钾是一种用于洗衣粉的廉价盐。

“当我们的目标是以廉价的方式从家用电源生产电池中使用的材料，以至于大型制造设施毫无意义时，我们所采取的方法与我们在研究实验室中通常所采取的方法不同。”说过。

研究团队对这一突破可能对未来电池的制造方式感到特别兴奋。

“我们看到当代社会运动的开始，导致了'制造商文化'，大规模的产品开发和制造正在分散化，并缩小到个人或社区。到目前为止，电池仍不属于这种文化，但是我相信，我们将看到居民从电网断开并生产自己的电池的那一天。这就是电池技术开始发展的规模，我认为我们将回到那里。”

范德比尔特团队从“ Baghdad Battery”(巴格达电池)中汲取了灵感，Baghdad Battery是一种可追溯到公元前一世纪的简单设备，有人认为这是世界上最古老的电池。它由一个陶制陶锅，一个铜片和一个铁棒组成，它们与电解质一起被发现。尽管对人工制品的这种解释是有争议的，但构造人工制品的简单方式影响了研究团队的设计。

该团队的下一步是制造适用于节能智能家居的全尺寸原型电池。

“我们正在通过该项目开拓新的领域，其积极的结果不是商业化，而是可以向普通大众使用的一组清晰的说明。这是一种全新的思考电池研究的方式，它可以绕开阻碍电网规模储能创新的障碍。”