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電池技術(shù)獲突破：碘化鋁電解質(zhì)發(fā)揮神奇效力

　　日前，中國科學院物理研究所納米物理與器件實驗室研究員孟慶波、副研究員李泓與復(fù)旦大學教授傅正文合作，將碘化鋁電解質(zhì)應(yīng)用于一次電池和DSC(染料敏化)太陽能電池，取得了較好的效果。這種鋁碘電池具有成本低廉、環(huán)境友好的優(yōu)點。上述結(jié)果已申請三項國家發(fā)明專利，相關(guān)文章發(fā)表在最近出版的J.Am.Chem.Soc.(128,8720-8721,2006)上。電化學能量存儲與轉(zhuǎn)化器件的研究與開發(fā)，包括一次電池、二次電池、超級電容器、染料敏化太陽能電池、及燃料電池等，對緩解能源與環(huán)境危機、提高人類生活水平有著重要影響。環(huán)境友好、成本低廉、安全高效的電解質(zhì)對電化學能量存儲與能量轉(zhuǎn)化器件的實際應(yīng)用起著重要的推進作用。

　　他們發(fā)現(xiàn)，鋁碘接觸可以形成一種新型的原電池——鋁碘電池。采用他們研究的單碘離子固體電解質(zhì)證明，這種鋁碘電池的工作原理基于碘離子傳導(dǎo)。通常的Al基電池以及Li/I2電池均是基于陽離子的輸運，這是第一次單純基于陰離子輸運的電池體系被發(fā)現(xiàn)。Al基電池由于Al離子在表面膜的擴散較慢存在Al電極活性較低的缺點，傳統(tǒng)的鋰碘電池放電電流較小。新的基于碘離子固體電解質(zhì)的鋁碘電池放電速率高，而且具有成本低廉、環(huán)境友好的優(yōu)點。該研究對于開發(fā)其它的基于陰離子傳導(dǎo)的電池體系具有較好的啟示作用。

　　染料敏化太陽能電池中的電解質(zhì)一般使用LiI等對水敏感的物質(zhì)，因此無水條件的要求增加了電池制造的成本。另外，電解質(zhì)中采用的腈類有機溶劑為有毒溶劑。如果長期使用，這些溶劑對環(huán)境和人類的健康都會產(chǎn)生不良影響，不利于這種太陽能電池的推廣應(yīng)用。在他們原有工作的基礎(chǔ)上，以乙醇為溶劑，在大氣環(huán)境下，通過在溶液中加入鋁和碘原位反應(yīng)制備了碘化鋁電解質(zhì)，將其直接應(yīng)用于染料敏化太陽能電池，取得了5.9％的高光電轉(zhuǎn)化效率。這種新型的碘化鋁電解質(zhì)具有成本低廉、制備容易、性能優(yōu)良、環(huán)境友好等四大優(yōu)點，為染料敏化太陽能電池電解質(zhì)的研究開辟了新的途徑。

　　上述結(jié)果已申請三項國家發(fā)明專利，相關(guān)文章發(fā)表在最近出版的J. Am. Chem. Soc. (128, 8720-8721, 2006)期刊上。該項工作得到了“863”計劃和中科院“百人計劃”的支持。

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