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【简要】通过用于铁和氧同时驱动电化学反应，新型电池成本更加较低容量更高。【图注】锂电池电池用于氧气和铁来储存和获释电能。
ChristopherWolverton的超级锂电池理论上可以长时间工作。在一项艰难的任务中，电池利用氧气驱动化学反应，研究人员以前指出这将造成电池显得不平稳，但实验找到不仅电池能长时间工作，并且它性能极高。Northwestern大学Wolverton研究小组与Argonne国家实验室的研究人员合作，研发了一种可再行电池的锂－铁－氧化物电池，其锂离子循环比普通锂－钴－氧化物电池多。可做成更高容量的电池并需要使智能电话和电动汽车持续续航。
“我们对这种电池反应的预测计算出来是极具前景的，但若无实验过程展开证实，不会经常出现很多怀疑论者，”Northwestern大学McCormick工程学院材料科学与工程教授Wolverton说道，“它实质上起着的起到是极为明显的”。锂离子电池通过在阳极和阴极之间往返来回锂离子展开工作。当电池电池时，离子移回阳极，储存在那里。
阴极由锂离子，过渡性金属和氧的化合物做成。当锂离子从阳极移动到阴极并回到时，钴能有效地储存和获释电能，阴极容量随之受到参予反应的过渡性金属中电子数量的容许。“在传统情况下，过渡性金属可展开反应，”Wolverton说道，“因为每个钴只代表一个锂离子，所以具备存储电量的容许，更加差劲的是，目前手机或笔记本电脑中的电池一般来说只用于阴极的一半锂。
”锂－钴－氧化物电池早已上市了20年，但研究人员意欲谋求更加低廉，更高容量的替代品。Wolverton的团队利用两种策略改良了普通锂－钴－氧化物电池：用铁替换钴，并被迫氧气参予反应过程。如果氧气还可以储存和获释电能，电池将具备更加高效储存和用于锂的能力。虽然其他研究小组过去曾多次中举过这个策略，但是很少有人构建这一点。
“之前的问题往往在于，如果你企图让氧气参予反应，化合物就不会显得不平稳，”Yao说道，“氧气将从电池释放出，使反应不可逆转。”通过计算出来，Wolverton和Yao找到了一个可反败为胜的公式。
首先，他们用铁替换钴，这是极具优势的，因为它是元素周期表中最低廉的元素之一。其次，通过计算出来，他们找到了锂离子，铁离子和氧离子的准确均衡，以使氧气和铁离子同时驱动可逆反应，而会让氧气逸出。
Wolverton说道：“不仅电池不会再次发生一个有意思的化学反应，因为我们从金属和氧气，而不是铁来取得电子。这有可能使更佳的电池也将更加低廉。”更为重要的是，几乎可充电电池由四个锂离子驱动，目前的反应可以共轭地利用这些锂离子中的一种，明显多达当今电池的容量。
但是，用铁和氧来驱动反应，不会使所有四个循环极具前景。Wolverton说道：“每种金属都所含四个锂离子－这将转变一切锂电池。
”这意味著你的手机可以持续八倍的寿命，或者你的汽车可以之后驾驶员八次，如果电动汽车在范围和成本方面可以与汽油动力汽车竞争甚至多达它，这将转变世界能源市场。
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