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澳大利亞科學(xué)家開展的一項(xiàng)新研究表明，下一代鋰硫電池有望在5分鐘內(nèi)完成充電，而不像目前這樣需要數(shù)小時(shí)。這一突破有可能徹底改變儲(chǔ)能技術(shù)，推動(dòng)高性能電池系統(tǒng)的發(fā)展，為消費(fèi)電子產(chǎn)品和電網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能系統(tǒng)提供性能更好的電力解決方案。相關(guān)論文發(fā)表于最新出版的《自然·納米技術(shù)》雜志。
SRR過程演示圖。
圖片來源：《自然·納米技術(shù)》
阿德萊德大學(xué)團(tuán)隊(duì)研究了硫還原反應(yīng)（SRR），這是控制鋰電池充放電速率的關(guān)鍵過程。他們對(duì)SRR過程中各種碳基過渡金屬電催化劑，包括鐵、鈷、鎳、銅、鋅等開展了深入分析。結(jié)果顯示，SRR反應(yīng)的速率隨著多硫化物濃度的升高而增加，因?yàn)槎嗔蚧镌赟RR過程中起反應(yīng)中間體的作用。
團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種納米復(fù)合電催化劑，包括碳材料和鈷鋅（CoZn）團(tuán)簇。研究表明，將電催化劑CoZn用于鋰硫電池時(shí)，所得電池的功率重量比高達(dá)26120瓦/公斤。這表明，未來的鋰硫電池能在不到5分鐘的時(shí)間完全充電/放電。
高功率鋰硫電池可用于為手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車提供電力，但目前最先進(jìn)的鋰硫電池存在充放電速率低的問題，完成一次充電可能需要數(shù)小時(shí)。最新研究是首個(gè)解決鋰硫電池充/放電速率慢問題的綜合方法，有可能徹底改變儲(chǔ)能技術(shù)，推動(dòng)高性能電池系統(tǒng)的發(fā)展。