美国斯坦福大学研究团队探究铁基水性电池的可行性

2月3日，美国斯坦福大学研究团队探究使用聚乙二醇（PEG）作为拥挤剂提高铁（Fe）金属为负极的水性电池运行的稳定。研究成果发表在《ACS能源快报》(ACS Energy Letters)上。

水性电池因使用不易燃的水作为电解质溶剂而成为传统有机基锂离子电池的替代品。而使用锌、铁或铝等更便宜的金属来代替锂，是一种很有前途的技术，可实现安全、低成本的储能。但在金属负极发生的氧化还原反应需要与析氢反应（HER）互相争夺电子，同时Fe等金属会催化析氢反应，从而造成电池自身的氧化还原反应效率低下。针对这些问题，研究人员以铁基水性电池为主要对象，使用低分子量聚乙二醇(PEG)来破坏水中的氢键网络，从而增加析氢反应过电位，使得析氢反应更难发生。

研究结果表明：使用60%PEG降低了正常循环过程中产生的氢气为对照组的十分之一，提高Fe阳极效率，抑制析氢反应，并使Fe成核和生长更加结晶和致密，从而产生高度紧凑和可逆的Fe阳极。该项研究揭示了拥挤剂在开发用于高效Fe金属负极的重要作用，大力推动了进一步研究水性电池替代现有锂基储能电池。