（圖片來源：MIT）

 

研究人員表示，該研究可能代表了電化學(xué)儲能的一種新范式。幾十年前，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種新材料 - 離子液體（本質(zhì)就是液體鹽），但是該團(tuán)隊(duì)在此類離子液體中添加了一種化合物，該化合物與用來分散泄露的石油的表面活性劑類似。加入該化合物后，離子液體“具有了非常新奇的性質(zhì)，變得非常粘稠。” 研究人員表示：“很難想象此種粘稠的液體可用于存儲能量，但是我們發(fā)現(xiàn)，一旦提高溫度，該液體就可以存儲更多的能量，比其他許多電解質(zhì)存儲的能量都多。”

 

但是其實(shí)這也不是非常令人驚訝的，因?yàn)槠渌x子液體隨著溫度升高，粘度會降低，存儲能量的能力也會提高。但是目前的情況是，該離子液體雖然粘度仍比其他已知電解質(zhì)的要高，但是其容量仍然隨著溫度的升高而迅速增加，最終其整體能量密度超過了許多傳統(tǒng)電解質(zhì)的能量密度，而且穩(wěn)定性和安全性也更高。

 

該液體高效的儲能能力源自于其內(nèi)部的分子會自動排列，最終會在金屬電極表面形成分層結(jié)構(gòu)。此類分子的一端有一條尾巴，排列之后頭部或朝向電極或遠(yuǎn)離電極，而尾巴會聚集在中間，形成類似三明治的結(jié)構(gòu)，稱為自組織納米結(jié)構(gòu)。

 

此類高度有序的結(jié)構(gòu)可以防止“過渡過濾”現(xiàn)象的出現(xiàn)，此種現(xiàn)象可能會發(fā)生在其他離子液體中。發(fā)生在其他離子液體中時，聚集在電極表面的第一層離子（帶電原子或分子）所含的離子比表面相應(yīng)電荷所含的離子要多，從而導(dǎo)致離子分布更分散，或者離子層更厚，從而導(dǎo)致儲能效率低下。但是研究人員制成的液體由于具備特殊結(jié)構(gòu)，電荷都集中在電極表層。

 

研究人員將此新型材料稱為SAILs，即表面活性離子液體，其在高溫儲能方面有多種應(yīng)用，例如用于石油鉆井或化工廠等高溫環(huán)境中。“我們的電解質(zhì)在高溫下非常安全，而且性能更好，相比之下，鋰離子電池中的有些電解質(zhì)卻非常易燃。”

 

研究人員表示，該材料可以幫助提高超級電容器的性能。超級電容器可用于存儲電能，有時是電動汽車電池系統(tǒng)的補(bǔ)充，可為電動汽車提供額外動力。與傳統(tǒng)電解質(zhì)相比，采用了該新材料的超級電容器的能量密度提高了4至5倍。與電池相比，采用新型電解質(zhì)后，未來的超級電容器可能能夠存儲更多能量，甚至可能在電動汽車、個人電子產(chǎn)品或電網(wǎng)級儲能設(shè)施等應(yīng)用中取代電池。

 

此外，該材料可能還可用于各種新興的分離工藝。許多新開發(fā)的分離工藝都需要電氣控制，例如捕獲二氧化碳以及從廢物中回收資源等各種化學(xué)加工和精煉應(yīng)用中，而此類具有高導(dǎo)電性的離子液體就非常適合此類應(yīng)用。

 

研究人員最初研發(fā)的材料只是SAIL化合物其中一種可能性，該團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)研發(fā)不同的可能化合物，并為特定用途優(yōu)化參數(shù)。