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科海拾贝篇-“绿色”电池新型材料——镁

以色列科学家发明一种利用镁的新型电池,它可以有效解决因电池中使用有毒的铅和镉引起的一系列生态问题。与传统电池中使用的其他金属相比,镁具有一系列优点,例如镁具有很小的密度,但是它又与较轻但昂责的锂不同,它是较低廉和蕴藏量非常大(在地壳中储藏量占第7位)的金属。科学家认为,镁可以成为电池生产中理想的材料。

虽然该方向的研究实验2年前才开始,但是以色列拉马特甘大学科学家已经率先研制成一种新型镁电池。镁电池能输出0.9~1.2伏电压(几乎与镍镉电池差不多),并能在多次充电和放电循环之后保持去电容量。

最初,以色列科学家是利用纯镁制成的阳极进行试验,但是纯镁制成的阳极质地太脆弱,为了能利用镁制成薄片,因此后来研制出另一种方案——利用镁合金,在镁合金中含有3%的铝和1%的锌。阴极应采用含有孔隙的材料,孔隙大小与镁离子直径相配(与锂电池阴极材料的选择相似)。

在长时间探寻之后,研究人员将注意力集中在硫化钼上,通过在硫化钼晶格中加入铜原子,科学家成功地在利用一系列化学反应之后用镁原子取代铜原子,结果使镁原子能自由地离开晶格,并能重新在晶格中占据空位。

最后,以聚合凝胶为基础制成的电解质是新型镁电池的重要组成部分之一,在这种电解质中还含有有助于镁离子保持状态的一种有机液和特殊物质。