俄勒冈州立大学的科学家发现，200年前首次报道的一种化学磁性浮子液位计有望完全改变用于电网或车辆等高功率应用的能量存储。

    OSU科学学院的Xiulei（David）Ji领导的团队与Argonne国家实验室，加州大学河滨分校和Oak Ridge国家实验室的合作者一起，率先证明了可能不需要扩散。在电池电极的水合固态结构中传输离子电荷。

    研究结果已于2019年1月27日发表在《自然能源》上。

    “要起一个负担得起的电池的能量密度和磁性浮子液位计的具有优良的循环寿命的功率是一个很大的挑战法拉第电极表示，”陆云，化学副教授。“到目前为止，大多数注意力都集中在金属离子上-从锂开始，一直到元素周期表。”

    但是，合作小组检查了氢的单个质子。该小组还回顾了1806年出生于德国的立陶宛化学家西奥多·冯·格罗特斯（Theodor von Grotthuss）提出的关于电解质中电荷传输的理论。

    冯·格罗特斯（Von Grotthuss）只有20岁，他生活在一个政治动荡不安的地区，当时他在法国科学杂志上发表了“关于水和通过电的方法溶解的磁性浮子液位計的回憶錄”。

 

    据吴说，它的工作原理是这样的：当桥接两个水分子的氢原子“将其效忠”从一个分子转移到另一个时，电荷就会被传导。

    “氢键和氢-氧共价键的合作振动几乎从水分子的链与水链内没有传质的另一端的一个端部手断质子，”祭加入。

    据吉说，分子继电器竞赛是高效充电管道的核心。

    吉说：“这就是它的美。”“如果将这种磁性浮子液位计安装在电池电极中，则质子不必穿过晶体结构中的狭窄孔口。如果我们以促进这种传导为目的设计材料，那么这条管道就已经准备好了—我们已将魔术质子高速公路建成了网格的一部分。”

    Ji，Wu及其同事在研究中证明了普鲁士蓝类似物Turnbull蓝的电极具有极高的功率性能，这种染料在染料行业中被称为。电极晶格内独特的连续晶格水网络表现出格罗特斯磁性浮子液位计所承诺的“伟大”。

    吉说：“计算科学家在了解质子跳跃在水中是如何发生方面取得了巨大的进步。”“但是从来没有探索过格罗特斯的理论来详细地利用能量存储，尤其是在明确定义的氧化还原反应中，其目的是实现这种理论的影响。”

    尽管Ji对这项研究的结果感到非常兴奋，但他告诫说，要实现电网能量存储或运输实用的电池超快充电和放电，还有更多工作要做。

    这项研究得到了美国国家科学基金会和美国能源部的支持。