澳洲神奇“水電池”突破？不起火不燃爆，或取代鋰離子電池？

世界之大，真是無奇不有啊！今天看到兩篇論文，澳大利亞皇家墨爾本理工大學馬天一教授領導的團隊，竟然發明了用水做的神奇電池，並且不起火不燃爆，循環壽命相當於商用鋰離子電池，他們認爲可以在1-3年內取代鉛酸電池，5-10年內取代鋰離子電池。

近年來電動汽車的巨大成功，伴隨的卻是鋰離子電池令人苦惱的短板，甚至可以說是致命的，續航短、充電慢、低溫性能差，最令人擔心的則是燃爆問題，我估計至少讓一大半人打消了買電動汽車的念頭。各國衆多究機構和電池廠家都投入大量資金，開始了轟轟烈烈的動力電池大鍊鋼，開發出各種材料和技術的新電池，一些甚至非常奇葩和怪異。

比如我昨天就看到阿根廷科學家用牛毛做鋰硫電池，去前年還有利用量子疊加、量子糾纏的量子電池，可以同時給所有電池充電，也可以同時用所有充電器充電，幾分鐘甚至幾秒鐘就可以充滿電。聽起來很玄，事實上也很玄，但你可以在網上搜到很多資料，加拿大、韓國、中國都有人在研究。

但澳大利亞科學家的“水電池”絕對不玄，他們稱之爲水金屬電池，最大的特點就是用水代替了有機電解質，所以具有安全不起火、不燃爆的優點，解決了鋰離子電池最致命的問題。

然後是使用錳和鋅等金屬材料，在地球上含量豐富而又價格便宜，毒性更低，減少了健康和環境風險。而且這種電池可以安全拆卸，材料可以回收重複使用，解決了電池報廢后的處理問題。

研究人員還將鉍金屬及其氧化物鍍在電極上，可以防止枝晶的生長，提升電池壽命，並防止電池短路和其他嚴重故障。馬教授稱，水電池的循環壽命，已經和市場上的商用鋰離子電池相當了。

不過在能量密度上，水電池還有一定差距，目前是75Wh/kg，相當於特斯拉所用鋰離子電池的30%，馬教授的團隊正在開發新型納米材料電極，以進一步提高能量密度。

他認爲鎂離子水電池可能是未來最有希望的電池，它重量輕、勢能密度高，可以實現更快的充電時間，更好地適應高耗電設備及應用場景，並且成本低廉，製造工藝簡單，非常適合大規模生產和使用，比如電網儲能，以及與太陽能等再生能源集成使用。

馬教授還樂觀地認爲，水電池未來1-3年可能會取代鉛酸電池，5-10年甚至可能取代鋰離子電池。

我感覺可能太樂觀了一些，因爲目前正在開發的電池實在太多了，鋰離子、鋰金屬、鋰空氣、鋰硫、鋰硅碳等，還有鈉離子、鈉硫、鋅空氣、鐵空氣電池等等，以及液態、半固態、固態、凝聚態等等，旁邊還有氫電池、氫能源虎視眈眈，未來究竟什麼電池能夠脫穎而出，可能還沒有任何人敢打包票。

但隨着可再生能源裝機容量的不斷攀升，幾乎可以肯定，未來電池將取代石油、煤炭、天然氣，成爲整個能源領域的基礎，人類也將從使用化石燃料儲存的能量，徹底轉爲使用電池儲存的能量，所以電池領域的發展其實才剛剛起步，鋰離子電池猜到了故事的開頭，但可能猜不到故事的結局。

這項研究發表在《先進材料》和《Small Structures》雜誌上。標題：

Synergy of Dendrites-Impeded Atomic Clusters Dissociation and Side Reactions Suppressed Inert Interface Protection for Ultrastable Zn Anode

Interface Polarization Effects Enhancing Mn2O3@TiO2@MXene Heterostructures for Aqueous Magnesium Ion Capacitors: Guided Charge Distribution and Transportation via Built-in Electric Fields