水和电子产品通常不会混合在一起，但事实证明，电池可以从一些水中受益。

通过用水取代商业电池中使用的危险化学电解质，科学家们开发出了一种可回收的“水电池”，并解决了这项新兴技术的关键问题，这可能是一种更安全、更环保的替代品。

“水电池”的正式名称是“水金属离子”电池。这些设备使用镁或锌等金属，与目前用于其他类型电池的材料相比，这些金属的组装成本更低，毒性也更小。

电池通过产生从电池的正极（阴极）到负极（阳极）的电子流来储存能量。当电子向相反方向流动时，它们会消耗能量。电池中的液体是用来在两端之间来回传递电子的。

在水电池中，电解液是加了一些盐的水，而不是硫酸或锂盐之类的东西。

至关重要的是，这一最新进展背后的团队提出了一种防止水电池短路的方法。这种情况发生在电池内部的金属阳极上形成微小的尖状金属生长，称为枝晶，穿过电池隔间。

该研究的主要作者、澳大利亚墨尔本RMIT大学的化学科学家马天一（音译）表示，虽然这项新技术不太可能在短期内取代锂离子电池，但随着进一步的研究和发展，水电池可能在十年左右的时间里成为锂离子电池的安全替代品。

锂离子电池无处不在，从笔记本电脑、手机到电动自行车和汽车，在极端情况下，锂离子电池会过热并着火。这是因为锂是一种相当活跃的金属，它被淹没在有机电解质中。

出于这些安全考虑，研究人员长期以来一直在尝试设计使用不同材料，但性能相同且寿命相似的电池。

使用水性金属离子电池的一个主要障碍是枝晶的生长。为了抑制这种情况，研究人员在电池的锌阳极上涂上了铋金属，铋金属会氧化形成生锈。这就形成了一个保护层，阻止树突的形成。

研究人员的实验表明，这一特性还有助于原型水电池的使用寿命更长，在500次循环后仍能保持85%以上的容量。

据报道，该团队目前已经开发出用于钟表的硬币大小的水基电池原型，以及类似于AA或AAA电池的圆柱形电池。

该团队正在努力提高水电池的能量密度，使其与口袋大小的设备中的紧凑型锂离子电池相媲美。

镁是他们的首选材料，比锌轻，势能密度更大。马天一说，如果镁离子电池可以商业化，这项技术可以在几年内取代笨重的铅酸电池。

铅酸电池能量密度低，用于启动汽油或柴油汽车发动机以及大规模电网储能。然而，由于它们含有铅和有害酸，它们不能被处理，必须在专门的设施回收。

随着世界能源系统电气化以逐步淘汰化石燃料和应对气候变化，对锂离子电池和用于制造锂离子电池的金属的需求预计将增加，回收或再利用锂离子电池也是一项首要任务。

马天一说：“目前的储能技术解决了全球消费者、行业和政府面临的报废处理挑战，我们的电池可以安全地拆卸，材料可以重复使用或回收。”

在实际应用方面，研究人员将他们的电池设计与太阳能电池板和45瓦的太阳能灯连接在一起，电池在充电一天后可以保持12小时的照明。这是“水电池”用于可再生能源储存的潜力的小规模示范，应该会鼓励更多的研究。

这项研究发表在《先进材料》杂志上。

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