科技日报记者 王祝华 通讯员 唐天正
15日，记者从海南大学获悉，该校海洋科学与工程学院杨金霖/田新龙教授“海洋清洁能源”创新团队研制出一种基于天然海水电解液的超长循环寿命、可重复充电的氯离子电池。该成果实现了可逆阴离子存储电极的技术突破，是对可持续水系电池的一次革新，可为深远海领域的电能储备与供应提供解决方案。相关研究论文在国际学术期刊《美国化学学会杂志》发表。
海水电池是一种新型储能技术，以海水作为电解液能够有效降低电池的生产成本，且具有本征安全性和可持续性等独特优势，在海洋探测、水下通信和岛礁供电等领域具有广泛的应用前景。但是，此前已开发的海水电池是一次性电池，无法重复使用。“开发可重复使用的海水电池，其技术难点就在于缺乏可逆储存氯离子的电极。”田新龙介绍，为解决这一问题，研究团队使用MXene这一新型二维材料作为电极，实现了氯离子的可逆储存。
据介绍，这种电池的工作原理与传统锂离子电池类似，但以海水中丰富的氯离子作为电荷载体。在电池循环过程中，该新型二维材料可与氯离子间形成共价键，并以低能垒促进离子的快速迁移，实现化学能和电能的转化。此外，该新型二维材料还能从海水电解质中可逆地储存溴离子，从而延长电池使用寿命。实验表明，这款新研制的电池具有高可逆容量、高能量密度、超长循环寿命和可宽温工作等特性，在-20°C至50°C的温度范围内，可以保持稳定的性能，可于海水电解质中循环达40000次，预期使用寿命超过一年。
研究人员介绍，该研究对我国海洋科技发展具有重要价值和意义，将为推动全球可持续发展、实现“双碳”目标提供助力。
