新型钠离子电池突破双重充电和海水淡化

本网编辑 2025-10-26

科学家们于2025年10月25日发现，将水保存在钒酸钠水合物中，可以使钠电池的充电容量和稳定性加倍。

同样的技术也可以从海水中去除盐，为两用能源和海水淡化系统创造了潜力。

这一突破可能使钠离子电池成为一种可行的、更便宜的、更可持续的锂基技术替代品。

钠离子电池背后的技术因为设计上的一个小调整而变得更加先进。

萨里大学的科学家们发现，通过使用纳米结构的钒酸钠水合物（NVOH）（一种预先存在的钠基材料）为传统方法充电，电池不仅性能更好，而且还可以淡化水，呈现出令人惊讶和有用的双重功能。

通常情况下，科学家们会按照标准做法去除NVOH中自然存在的水分。

但萨里大学的研究团队测试了如果他们让这种材料保持自然的水合状态会发生什么。

其结果是，这种电池的电量是典型型号的两倍，或者与市场上一些性能最好的阴极一样多。

据《有趣工程》杂志报道，与传统的钠离子电池相比，新的NVOH电池“储存更多的电荷，充电速度更快，并且在超过400次充电循环中保持稳定。”

这一发现详细发表在科学出版物《材料化学杂志A》上的一篇论文中。

结果完全出乎意料。

氧化钒钠已经存在多年了，人们通常对其进行热处理以去除水中的水分，因为人们认为它会引起问题。

我们决定挑战这个假设，结果比我们预期的要好得多。

令人惊讶的结果之一是，这项技术也可以用于淡化海水。

能够在盐水中使用钒酸钠水合物是一个非常令人兴奋的发现，因为它表明钠离子电池不仅仅可以储存能量——它们还可以帮助去除水中的盐分。

从长远来看，这意味着我们可能能够设计出使用海水作为完全安全、免费和丰富的电解质的系统，同时还能生产淡水作为该过程的一部分。

这一化合物的突破可能会对蓬勃发展的电池存储领域产生严重的颠覆性影响，因为它可以使钠离子电池与目前主导市场的锂离子电池更具竞争力。

目前，锂离子电池为70%的可充电设备供电，从智能手机到电动汽车电池，再到电网规模的储能系统。

钠离子电池作为锂离子电池的潜在替代品，在研发领域受到青睐已经有一段时间了。

锂离子电池的开发、设计和部署都取得了突破，但这些技术仍难以挑战锂电池的主导地位。

锂离子电池几乎无处不在，这要归功于锂极好的能量密度和在低温下表现良好的能力。

根据EV World的说法，这些特性使这种金属“在高性能应用中不可或缺”。

但锂也有一些严重的缺点，包括对环境的负面影响，以及主要由中国控制的地缘政治供应链。

虽然锂拥有一些使其成为存储巨星的关键属性，但钠也有一些独特的卖点，可能使其成为下一个行业宠儿。

英国电池技术公司Faradion的首席执行官詹姆斯·奎因在接受BBC采访时表示：“钠是一种比锂更可持续的电池来源。”

奎因说：“它在世界各地广泛使用，这意味着它的来源更便宜，提取的用水量也更少。”

提取一吨锂所需的水是提取一吨钠的682倍。这是一个很大的数目。

业内人士表示，随着技术的进步和价格的下降，钠离子电池正处于大规模商业化的风口浪尖。

但我们仍不应期待锂离子电池的全面替代。

电池的未来不是锂和钠的较量，而是两者都需要。

在其他关键应用中，利用这两种模型的独特属性可以创建一个更通用、更有弹性的能源存储部门。

本文内容来源于新能源技术与装备，责任编辑：胡静，审核人：李峥