電池技術獲突破：碘化鋁電解質發揮神奇效力

　　日前，中國科學院物理研究所納米物理與器件實驗室研究員孟慶波、副研究員李泓與復旦大學教授傅正文合作，將碘化鋁電解質應用于一次電池和DSC(染料敏化)太陽能電池，取得了較好的效果。這種鋁碘電池具有成本低廉、環境友好的優點。上述結果已申請三項國家發明專利，相關文章發表在最近出版的J.Am.Chem.Soc.(128,8720-8721,2006)上。電化學能量存儲與轉化器件的研究與開發，包括一次電池、二次電池、超級電容器、染料敏化太陽能電池、及燃料電池等，對緩解能源與環境危機、提高人類生活水平有著重要影響。環境友好、成本低廉、安全高效的電解質對電化學能量存儲與能量轉化器件的實際應用起著重要的推進作用。

　　他們發現，鋁碘接觸可以形成一種新型的原電池——鋁碘電池。采用他們研究的單碘離子固體電解質證明，這種鋁碘電池的工作原理基于碘離子傳導。通常的Al基電池以及Li/I2電池均是基于陽離子的輸運，這是第一次單純基于陰離子輸運的電池體系被發現。Al基電池由于Al離子在表面膜的擴散較慢存在Al電極活性較低的缺點，傳統的鋰碘電池放電電流較小。新的基于碘離子固體電解質的鋁碘電池放電速率高，而且具有成本低廉、環境友好的優點。該研究對于開發其它的基于陰離子傳導的電池體系具有較好的啟示作用。

　　染料敏化太陽能電池中的電解質一般使用LiI等對水敏感的物質，因此無水條件的要求增加了電池制造的成本。另外，電解質中采用的腈類有機溶劑為有毒溶劑。如果長期使用，這些溶劑對環境和人類的健康都會產生不良影響，不利于這種太陽能電池的推廣應用。在他們原有工作的基礎上，以乙醇為溶劑，在大氣環境下，通過在溶液中加入鋁和碘原位反應制備了碘化鋁電解質，將其直接應用于染料敏化太陽能電池，取得了5.9％的高光電轉化效率。這種新型的碘化鋁電解質具有成本低廉、制備容易、性能優良、環境友好等四大優點，為染料敏化太陽能電池電解質的研究開辟了新的途徑。

　　上述結果已申請三項國家發明專利，相關文章發表在最近出版的J. Am. Chem. Soc. (128, 8720-8721, 2006)期刊上。該項工作得到了“863”計劃和中科院“百人計劃”的支持。