新型锌空气电池：刺穿、燃烧、浸水后依然坚挺运行！

墨西哥的研究人员开发了一种革命性的锌空气电池（ZAB），即使被刺穿、暴露在火焰中，或完全浸入水中，它仍然能够继续运行。

墨西哥先进材料研究中心（CIMAV）的科学家表示，他们设计的原型在这些条件下可能会点燃手机和电动汽车（EV）中使用的锂离子（Li-ion）电池。

这个项目展示了锌空气技术如何实现更安全、更可持续的能源存储，并去除传统锂离子电池中的易挥发材料。

阿尔霍纳博士表示：“我们不使用锂离子电池，因为关于这种技术中使用的电解质的易燃性，存在很多安全隐患。”

新型锌空气设计

科学家们构建了一种超耐用的 锌空气电池，它利用空气中的氧气来产生能量，而不是依赖于既昂贵又稀缺、且对环境有破坏性的锂（Li）和钴（Co）。

在电池内部，一层镶嵌着单个镍原子的碳片取代了传统的大块金属电极。这显著减少了所需原材料的数量，同时保持了高性能。

“很多金属在电池里用的时候也会带来安全隐患，”阿尔霍纳详细说明道。“许多最活跃的材料都属于关键材料。因此，我们希望尽量少用金属。”

为了在分子层面分析他们的开创性原型设计，研究人员使用了萨斯喀彻温大学的加拿大光源（CLS）同步辐射设施。

这是一种圆形的粒子加速器，利用电力产生比太阳亮度高出超过一百万倍的强烈光束。强大的X射线确认了镍原子在碳表面均匀分布。

这种结构结合了凝胶聚合物电解质和锌材料，从而消除了与含有大量金属和易燃电解质的电池相关的安全隐患。

重新发明电池安全

为了测试电池的耐用性，研究人员用钉子刺穿它，点燃后又将其浸入水中。原型在每次试验后依然完全正常运作，展现出前所未有的耐用性和安全性。

除了更安全，电池设计在极端温度下也能保持稳定和高效。无论是在高温还是低温下，它的性能都没有显著下降。

“在加拿大，电动车在极寒天气下充电面临很大问题，”阿尔霍纳说。“我们的技术在极低或极高的温度下不会遇到同样的问题。”

阿尔霍纳和他的同事们希望这种电池的耐用性能够使锌空气电池成为电动汽车（EV）、航空航天系统以及在恶劣环境中工作的远程传感器的理想选择。

使用像镍这样的丰富的金属而不是锂或钴，可能会进一步降低成本。该团队正在探索让电池更环保的新方法，包括整合可生物降解的组件。

这些材料在电池使用寿命结束后，可以帮助改善土壤并支持植物生长。然而，尽管对设计的潜力持乐观态度，阿尔霍纳指出，在它能够替代现有电池之前，还需要更多的研究。