跳动城乡网聚合物空气电池经常面临与稳定性、动力学和电导率相关的挑战。为此，JodieLutkenhaus博士开发了一种使用聚合物作为这些电池阳极的方法。
在《焦耳》杂志最近发表的一篇文章中，德克萨斯农工大学内部参与副系主任兼化学工程教授Lutkenhaus与化学工程教授AbdoulayeDjire博士合作，揭示了这些聚合物如何存储电荷以及与电解质交换电荷。
“阴极与空气中的氧气发生反应以完成电路。我们特别针对阳极使用具有刚性骨架结构的共轭聚合物，”Lutkenhaus说。
她说，这些特性使聚合物既导电又稳定，能够实现重复充电和放电所需的必要可逆反应。
文章指出，尽管水性聚合物空气电池具有改进的安全性、降低的成本、更高的离子电导率和可持续性等优点，但它们的电化学性能有限。
研究人员写道：“为了克服这些限制，研究人员探索了替代性聚合物阳极，它比金属阳极具有多种优势，包括低成本、易于功能化和高稳定性。”
该电池的刚性阶梯结构、快速动力学和高电导率使其能够经历500次循环而性能损失最小。此外，文章还揭示了实时电荷转移机制，展示了快速水合氢离子电荷补偿过程。
文章指出，与传统锂离子电池相比，金属空气电池具有更高的能量密度。这归因于氧阴极，它提供比传统金属氧化物阴极高得多的容量。然而，文章强调了由于提取和加工金属资源的稳定性、成本和环境影响，在空气电池中使用金属阳极的局限性。
金属负极的枝晶、钝化和腐蚀等问题导致金属-空气电池的利用率低和循环稳定性差。尽管采用了界面改性和电解质配方，但在空气中存在氧气的情况下，这些问题可能会很严重。
“与金属空气电池相比，聚合物空气电池提供了另一种存储能量的方法，”卢特肯豪斯说。“聚合物空气电池具有高能量存储容量和非常长的循环寿命。”
她解释说，循环寿命长意味着人们可以在充电或更换电池之前使用更长时间的电池。
卢特肯豪斯说：“空气电池作为高能电池很有前景，因为它们的质量比传统电池小。”“然而，空气电池的长期运行通常会导致碳酸盐沉积物的产生，从而堵塞电池并妨碍长期运行。通过使用聚合物作为电极，我们可以改变电解质以防止碳酸盐的形成”。
