澳洲的研究人員近期開發出一種雙鹽電解質，旨在推進水系鋅電池（AZBs）的技術。這種電池被視為現有選擇的更安全和可持續的替代方案。阿德萊德大學的研究團隊在教授郭在平的領導下指出，這種基於水的液體使得電池不易燃燒。郭教授表示：「AZB 將使用基於水的液體，通常是溶解鋅鹽的水作為電解質，鋅金屬作為陽極。」鋅作為原材料的豐富性、低環境影響以及對電池高體積容量的貢獻，使其成為一個理想的選擇。
然而，這些電池尚未廣泛實用，主要是由於其性能穩定性存在限制。例如，狹窄的工作溫度範圍導致有限的使用壽命。此外，鋅金屬和電解質之間的不可控反應會引發兩個主要問題：內部腐蝕和氫氣的過量釋放。研究團隊正在努力克服目前 AZBs 的限制，使用一種解耦雙鹽電解質（DDSE）。這種電解質利用兩種不同的鋅鹽協同工作，提升液體的性能並控制電池內部的離子行為。研究的主要作者李冠傑表示：「一種鹽幫助電池在不同溫度下良好運行，並提升充電速度，而另一種鹽則有助於保護電池內的鋅金屬，使其使用壽命更長。」
這種解耦雙鹽電解質的工作原理是為兩種不同的鋅鹽分配專門角色：鋅過氯酸鹽和鋅硫酸鹽。鋅過氯酸鹽主要保持在液體中，以控制離子的運動並改善電池在寒冷天氣下的抗凍性能；而鋅硫酸鹽則附著於鋅金屬表面，形成保護層以防止損壞和腐蝕。李指出：「由於每種鹽各司其職，整體電池的性能顯著提升。」在測試中，電池單元在完成 900 次充放電循環後仍保持 93% 的容量，顯示出穩定的性能。
值得注意的是，這些電池單元在極為廣泛的操作範圍內進行工作，溫度範圍從 -40°C 到 +40°C。共同作者張士林博士表示：「這是我們領域首次實現如此平衡的性能。」他還補充說：「與傳統的高濃度或有機水混合電解質的‘稀水’設計不同，我們的解耦策略導致了一個不易燃、可負擔且可持續的電解質配方，保留了水系統的內在優勢。」憑藉這種先進的電解質，鋅電池可以應用於智能電網和電動車等領域。雖然鋰離子電池目前在行業中仍佔主導地位，但其使用受到鋰資源供應和環境影響的限制。
下一階段的研究將重點放在將新的雙鹽電解質從實驗室轉移至實際應用。研究團隊計劃在實際電池系統中測試該電解質，完善其配方並改進其他電池組件。最終目標是構建一個功能性的電池原型，實現長壽命、高能量密度和低成本的結合。這些研究結果已於 9 月 19 日發佈於《自然可持續性》期刊上。
