新晶体材料或提升电池续航能力

　　最近国际上一些学者和国际组织认为：大容量、高参数机组发电，超高压、大电网远距离送电的集中供电是一些工业发达国家过去走过的道路。目前的情况正在发生变化，较分散的发电站的出现，再加上对改善能源投资的选择，传统的观念变得过时了。1999年在布鲁塞尔成立的国际热电联产（ICA）组织声称：其实旨是推动世界范围内的清洁、高效、分散的电力生产，它预言这是下一个世纪电力工业的方向 。随着小型分散的热电厂、太阳能燃料电池发电、风力发电、太阳能发电、生物质能发电等的出现和增加，当今的电力系统将发生很大的转变。超大型的电站与分散微型电站的结合可以减少在输配电线路上的投资，会使得电力系统更安全更经济。一个目前拥有50个发电厂的电力公司在未来若干年内会有几千个甚至几万个微型电站与之相连。这种电力网络类似于目前的计算机网络，少数的几台主机与众多的PC机相连。这种电网会使得各种能源得到更好利用和配置，这种变化将要求未来的电力系统运行方式有一个重大的变革。

　　日前，英国伦敦大学学院和美国芝加哥大学的研究人员已经发现，镁铬氧化物微粒或许是研发一种新型镁电池的关键，这种电池将比传统的锂离子电池拥有更强的蓄电能力。此项研究发表在英国皇家化学学会杂志《纳米尺度》上。

　　据了解，这项研究公布了制造这种新材料的全新方法，该材料能够可逆地存储高度活跃的镁离子。该研究团队宣称，这意味着他们向镁电池又迈出了重要一步。迄今为止，只有极少数无机材料表现出了可逆的镁离子吸收和排除能力，这对于镁电池来说是至关重要的。

　　研究的共同负责人，伦敦大学学院的IanJohnson博士称：“锂离子技术已经接近它的能力极限，因此对于我们来说，找到其他化学物打造出容量更大而且设计更简单的电池是非常重要的。镁电池技术一直被认为有可能成为延长手机和电动汽车续航能力的解决方案，但是阴极材料的选取一直都是一种挑战。”

　　锂离子电池的限制因素之一就是它的阳极。出于安全考虑，锂离子电池中必须使用低容量的碳棒，因为纯锂材料的阳极能够引发危险的短路甚至起火。相比之下，镁作为阳极更加安全，因此阴极材料与镁搭配会让电池体积更小但储存能力更强。

　　之前的研究使用计算机模型进行了预测，镁铬氧化物（MgCr2O4）是镁电池阴极的理想候选材料。受其启发，伦敦大学学院的研究人员通过一个快速的低温反应获得了一种5纳米宽的无序镁铬氧化物。伊利诺伊大学的研究人员将这种材料与正常7纳米宽的有序镁铬氧化物进行了镁活性的比较。

　　他们借助一系列不同的技术检测两种材料在活性测试中的结构和化学变化。这两种晶体材料的表现完全不同。伦敦大学学院教授JawwadDarr解释称：“这表明未来的电池或许将依赖于无序的非传统结构。这一研究的重要性在于，它能帮助我们了解其他存在结构缺陷的材料是否有可能应用于可逆的电池存储技术。”

　　未来，该研究团队计划将他们的研究推广到其他无序的结构材料上，以此确定未来能够实现存储容量的提升并且研发出一种实用的镁电池。