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伊利諾伊理工學院化學工程助理教授MohammadAsadi在《科學》雜志上發表了一篇論文，描述了他新穎的鋰空氣電池設計背后的化學原理。這些見解將使他能夠進一步優化電池設計，并有可能達到遠遠超過當前鋰離子技術的超高功率密度。

電池設計有可能每公斤儲存一千瓦時或更高——是鋰離子電池技術的四倍，這將對電氣化交通工具產生變革，尤其是飛機、火車和潛艇等重型車輛。

Asadi的目標是制造一種固態電解質電池，與液態電解質電池相比，它具有安全性和能源優勢，并尋求一種與他一直在開發的用于鋰空氣電池的陰極和陽極技術兼容的選擇。

他選擇了聚合物和陶瓷的混合物，這是兩種最常見的固體電解質，但兩者都有缺點。通過將它們結合起來，Asadi發現他可以利用陶瓷的高離子電導率以及聚合物的高穩定性和高界面連接性。

結果允許使電池發揮作用的關鍵可逆反應——二氧化鋰的形成和分解——在室溫下以高速率發生，這是鋰空氣電池中的首次證明。

正如科學論文中所述，阿薩迪進行了一系列實驗，證明了這種反應如何發生背后的科學原理。

“我們發現固態電解質貢獻了大約75%的總能量密度。這告訴我們還有很大的改進空間，因為我們相信我們可以在不影響性能的情況下最大限度地減少厚度，這將使我們能夠實現非常非常高的能量密度，”Asadi說。

這些實驗是與伊利諾伊大學芝加哥分校和阿貢國家實驗室合作進行的。Asadi表示，他計劃與行業合作伙伴合作，因為他現在正朝著優化電池設計和制造工程的方向努力。

“這項技術是一項突破，它為將這些技術推向市場打開了一扇巨大的可能性之窗，”阿薩迪說。

關鍵詞： 空氣電池 超高功率 能量密度