1、新型液態(tài)金屬電池：可再生能源能量存儲新突破
New battery made of molten metals may offer low-cost, long-lasting storage for the grid
麻省理工大學的研究人員設計出一種液態(tài)金屬電池，利用儲量豐富、造價便宜的材料作為電極材料，且電池效率較高，從而有望提升可再生能源的能量儲存能力。
液態(tài)金屬電池內部沒有使用任何固體材料制作，電池的陰極、陽極和儲能元件等全部都采用融化的液體來制作。研究小組多年來試驗了多種不同的組合成分。最早的設計中，電極部分采用了液態(tài)銻和液態(tài)鎂，儲能元件則采用硫化鈉材料制作。由于密度不同，因此幾種液態(tài)金屬材料彼此之間并不會混合在一起，而會像油水那樣出現(xiàn)分層結構。在原來使用液態(tài)銻做電極材料時，系統(tǒng)需要保持700℃的高溫才能夠運行，經過改進后研究人員使用了鋰與鉛和銻的混合金屬制作電極。在電極材料中加入鉛并沒有減小電壓，這是由于當鋰進入鉛銻合金時，因鋰和銻結合更緊密，因此鋰傾向于和銻發(fā)生反應。
研究團隊表示，新型的電池能夠在更低的溫度下工作，具有更長的使用壽命以及更低的成本。
2、雙層結構正極材料提升電池性能
Unique two-level cathode structure improves battery performance
美國多個實驗室聯(lián)合發(fā)現(xiàn)，利用層狀正極材料可以提升電池的高電壓循環(huán)性能，從而可以應用在電動汽車和其它需要快速充放電以及高容量電池領域。
含鎳材料是鋰電池中具有較大發(fā)展前景的材料，但是由于其易于與電解液發(fā)生副反應，從而限制了其進一步的發(fā)展，因此該聯(lián)合研究團隊提出包含鎳元素同時保護其不發(fā)生副反應的實驗方法。他們將金屬鋰、鎳、鎂、鈷按照一定的比例混合起來，利用霧化噴嘴形成微小的液滴，并進一步分解成粉末。對粉末進行重復的加熱與冷卻，將會使粉末形成微小的納米粒子，并且這些粒子會自組裝成較大的球體。他們發(fā)現(xiàn)金屬鎂在球體表面形成一層保護層，避免了內部金屬鎳和電解液的接觸，從而保護了電極材料。
這一研究成果可以有效提高電池的壽命以及快速充電能力。
3、機械法獲鈣鈦礦材料
Researchers create perovskites via mechanochemistry
近日，波蘭科學院與華沙工業(yè)大學的研究人員發(fā)現(xiàn)一種簡單有效的方法來制造鈣鈦礦材料。
鈣鈦礦是指一類陶瓷氧化物，其分子通式為ABO3，此類氧化物最早被發(fā)現(xiàn)是存在于鈣鈦礦石中的鈦酸鈣(CaTiO3)化合物，也因此而得名。鈣鈦礦復合氧化物具有獨特的晶體結構，尤其經摻雜后形成的晶體缺陷結構和性能，或可被應用在固體燃料電池、固體電解質、傳感器、高溫加熱材料、固體電阻器及替代貴金屬的氧化還原催化劑等諸多領域，成為化學、物理和材料等領域的研究熱點。
研究人員設計出的這種利用機械力學生產鈣鈦礦材料的方法聽起來像魔法般神奇。將碘化銨（CH3NH3I）與二碘化鉛（PbI2）一起放入球磨機中，經過幾分鐘的混合之后，原材料全部消失，只剩下黑色粉末——鈣鈦礦。利用該方法得到的鈣鈦礦材料被制成太陽能電池后，其效率要比同等材料的電池高出10%。
4、雙結太陽能效率新紀錄
New efficiency record with dual-junction solar cell
能源部國家可再生能源實驗室（NREL）以及瑞士電子和微中心（CSEM）的科學家們共同創(chuàng)造出了用雙結III-V族/半導體硅太陽能電池將非濃縮日光轉化成電能的新世界紀錄。
最新太陽能電池認證的轉換記錄——29.8％，是由NREL開發(fā)的磷化銦鎵頂部元件和CSEM使用硅異質結技術研制出的結晶硅底部元件堆疊構成。雙結器件的性能超過了的晶體硅太陽能電池29.4%的理論極限。
在串聯(lián)太陽能電池的應用中，硅異質結技術被認為是當今最高效的硅技術，而使用硅異質結的底電池與高性能的頂部元件相結合，可以得到更高效率的電池。這項技術是一個重要的突破，未來可能在一定程度上解決能源危機。
5、超氧化物開啟新電池大門
Stable "superoxide" opens the door to a new class of batteries
雖然鋰離子電池已經廣泛應用于生活中，但研究人員還在努力尋找新的鋰空氣電池，以獲得更大的能量密度，不過其中還存在一定的弊端，主要是形成的鋰過氧化物（Li2O2）沉淀會堵塞電極毛孔。現(xiàn)在，美國能源部（DOE）與阿貢國家實驗室的科學家有望解決此問題。
在最近的一項實驗中，他們生產出穩(wěn)定的結晶超氧化鋰（LiO2）來代替鋰電池放電過程中的過氧化物。相比過氧化鋰，超氧化鋰更容易離解成鋰和氧，具有更高的效率和更長的循環(huán)壽命。
基于超氧化鋰電池的主要優(yōu)點是能夠形成封閉式的鋰空氣電池，從而使它們更安全高效。
