日本研发新型电极材料!水基电池突破瓶颈,改写电动车格局?

电动车电池面临成本高、易燃等问题,水基电池成新方向却受疏水性困扰。如今日本团队研发出新型有机 redox 聚合物电极,解决疏水性还可回收。了解这一突破,能看清电动车电池的新未来。

科学家取得改变游戏规则的突破,可能改变电动汽车:“我们可以开辟新的方向”

日本研发新型电极材料!水基电池突破瓶颈,改写电动车格局?-有驾

日本东北大学的一组研究人员正在攻克“疏水性”难题。

这里说的并非对水的恐惧,而是围绕更优质电池科学展开的实验室研究。

该大学的新闻稿指出,疏水性(即材料天然排斥水的特性)是推广前景良好、安全且低成本的水基电池的障碍之一。这类电池本可更广泛应用于电网储能和为电动汽车供电。

这类电池的关键组件常见且不易燃,使其成为锂离子电池的理想替代品——锂离子电池使用昂贵且易燃的组件。但如何解决疏水性问题呢……

东北大学的研究人员开发出一种能与水基电解质良好兼容的电极材料,成功解决了这一难题。他们表示,这种新型有机 redox 聚合物还有助于实现电池回收,而回收一直是这类电池面临的另一大长期难题。

该研究的通讯作者冈幸树(Kouki Oka)副教授在新闻稿中表示:“通过将高电荷存储容量与可回收性相结合,我们有望为可持续电池研究开辟新方向。”

他们的解决方案是将几种具有合适特性的组件结合起来。

对苯二酚(P-dihydroxybenzene)是一种有机分子,具有较高的电荷存储容量。研究团队通过缩合反应,将这种分子“引入”到聚胺中——“聚胺因带有正电荷而具有水溶性”,新闻稿解释道。

这种组合解决了疏水性问题,并且还能在水中分解回其组成成分。新闻稿附带的示意图展示了一个循环过程:从电池生产,到使用,再到回收。

冈幸树表示:“这项研究为使疏水性 redox 分子与水系系统兼容提供了一种设计策略。”

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韩国、美国麻省理工学院等机构的专家也在研发创新的水基电池。

需要指出的是,目前常见的锂离子电池总体性能优良、安全性高且可靠性强。有报道称,与使用现有电池类型的电动汽车相比,燃油汽车起火的可能性更高。此外,Recurrent 公司还报道称,高盛集团表示,由于化学材料成本降低、性能提升以及回收利用率提高,到明年(相较于2023年)电池价格可能会下降50%。

截至今年8月,2025年全球电动汽车销量较上年增长25%,不过这1250万辆的销量中包括插电式混合动力汽车。在美国,由于联邦政策调整,从10月1日起,部分清洁能源汽车不再享受最高7500美元的税收减免,导致电动汽车销量增速放缓。但部分州仍在提供各自的补贴。而且,电动汽车车主每年在燃油和维护方面仍可节省约1500美元。

此外,更多价格亲民的电动汽车也即将上市。例如,福特公司正计划停产两款热门燃油车型,转而推出一款售价3万美元的电动皮卡,该车型将于未来几年内亮相。

根据政府数据,每一辆取代燃油汽车的电动汽车,都能减少数千磅吸热空气污染物的排放。美国国家航空航天局(NASA)指出,汽车尾气排放的气体与极端天气风险增加有关,这些极端天气正威胁着人类健康和安全,同时也影响着保险范围和保费定价。

通过水基电池创新不断改进和丰富电动汽车电池及电网储能技术,必将进一步推动全球清洁能源转型。正如冈幸树在新闻稿中所说:“我们的下一步计划是评估这种材料的耐用性和其他性能指标,以充分了解其在实际应用中的潜力。”

日本研发新型电极材料!水基电池突破瓶颈,改写电动车格局?-有驾

日本团队研发的新型电极材料解决了水基电池的疏水性难题,还可回收,为电动车电池提供新方向。你觉得这种水基电池多久能应用到量产电动车上?分享你的预测。

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