俄勒岡州立大學的科學家發現，200年前首次報道的一種化學磁性浮子液位計有望完全改變用于電網或車輛等高功率應用的能量存儲。

    OSU科學學院的Xiulei（David）Ji領導的團隊與Argonne國家實驗室，加州大學河濱分校和Oak Ridge國家實驗室的合作者一起，率先證明了可能不需要擴散。在電池電極的水合固態結構中傳輸離子電荷。

    研究結果已于2019年1月27日發表在《自然能源》上。

    “要起一個負擔得起的電池的能量密度和磁性浮子液位計的具有優良的循環壽命的功率是一個很大的挑戰法拉第電極表示，”陸云，化學副教授。“到目前為止，大多數注意力都集中在金屬離子上-從鋰開始，一直到元素周期表。”

    但是，合作小組檢查了氫的單個質子。該小組還回顧了1806年出生于德國的立陶宛化學家西奧多·馮·格羅特斯（Theodor von Grotthuss）提出的關于電解質中電荷傳輸的理論。

    馮·格羅特斯（Von Grotthuss）只有20歲，他生活在一個政治動蕩不安的地區，當時他在法國科學雜志上發表了“關于水和通過電的方法溶解的磁性浮子液位計的回憶錄”。

 

    據吳說，它的工作原理是這樣的：當橋接兩個水分子的氫原子“將其效忠”從一個分子轉移到另一個時，電荷就會被傳導。

    “氫鍵和氫-氧共價鍵的合作振動幾乎從水分子的鏈與水鏈內沒有傳質的另一端的一個端部手斷質子，”祭加入。

    據吉說，分子繼電器競賽是高效充電管道的核心。

    吉說：“這就是它的美。”“如果將這種磁性浮子液位計安裝在電池電極中，則質子不必穿過晶體結構中的狹窄孔口。如果我們以促進這種傳導為目的設計材料，那么這條管道就已經準備好了—我們已將魔術質子高速公路建成了網格的一部分。”

    Ji，Wu及其同事在研究中證明了普魯士藍類似物Turnbull藍的電極具有極高的功率性能，這種染料在染料行業中被稱為。電極晶格內獨特的連續晶格水網絡表現出格羅特斯磁性浮子液位計所承諾的“偉大”。

    吉說：“計算科學家在了解質子跳躍在水中是如何發生方面取得了巨大的進步。”“但是從來沒有探索過格羅特斯的理論來詳細地利用能量存儲，尤其是在明確定義的氧化還原反應中，其目的是實現這種理論的影響。”

    盡管Ji對這項研究的結果感到非常興奮，但他告誡說，要實現電網能量存儲或運輸實用的電池超快充電和放電，還有更多工作要做。

    這項研究得到了美國國家科學基金會和美國能源部的支持。