由加州大學洛杉磯分校（UCLA）主導的一項國際研究合作開發出了一種鎳鐵電池原型，該電池可在幾秒鐘內充電，並能夠在超過 12,000 次的循環中保持性能。這種耐用性相當於每天充電超過 30 年。研究人員解釋，這項技術的快速充電、高輸出和強勁耐用性使其非常適合在白天儲存太陽能發電廠產生的多餘電力，並在夜間為電網供電。此外，該技術也可能對數據中心的備用電源有幫助。然而，這項技術的能量密度尚未能與鋰離子電池相匹配。
該技術使用的鎳和鐵集群小於 5 奈米，這意味著 10,000 到 20,000 個集群可以放入一根人類頭髮的寬度內。通過這些尺寸，研究人員增加了電極的表面積，使幾乎每個原子都能參與化學反應。這種效率使得電池能在幾秒鐘內充滿電，而不是歷史版本所需的七小時。
這項發展建立在 1900 年的概念上，當時電動車的數量超過了燃油車，但行駛範圍僅限於 30 英里。湯瑪斯·愛迪生曾試圖利用鎳鐵化學改善此情況，並達到 100 英里範圍，但最終被內燃機取代。UCLA 的新原型利用 2D 石墨烯和蛋白質克服了之前限制此類電池的導電性問題。研究團隊使用牛肉生產中的蛋白質作為模板來生長金屬集群。這些蛋白質與一種厚度僅為一個原子的氧化石墨烯混合，然後在水中超熱，之後在高溫下烘烤，將蛋白質轉化為碳，並將鎳和鐵集群嵌入結構中。
這種材料是一種氣凝膠，體積中有 99% 是空氣。電池的性能來自於其高表面積。由於石墨烯氣凝膠薄且多孔，化學反應有大量空間進行。隨著金屬顆粒縮小為納米集群，表面積與體積的比率增加。這使得充電和放電速度相比傳統電池設計更快，因為離子需要穿越的距離更短，並且有更多的結合位點。
研究人員目前正在調查使用其他金屬與這種納米集群製造技術。他們還在測試自然聚合物，以尋找更豐富的替代品來取代牛蛋白，以促進潛在的製造。由於這項技術可能將電池的壽命延長至幾十年，可能非常適合用於儲存可再生能源，或在斷電時迅速接管。研究合著者 Maher El-Kady 在新聞稿中表示，這將消除基礎設施成本變化的擔憂。由於其耐用性和快速反應時間，團隊預計這項技術將用於穩定電網，並管理可再生能源來源的間歇性輸出。
