当前以化石燃料为基础的能源体系所带来的环境污染和资源枯竭问题日益严重，对清洁能源和可再生能源的需求日益迫切。电是一种绿色高效的终端使用能源。随着新能源技术的不断发展，金属空气电池因其具有容量大、成本低、清洁环保及放电稳定安全等特性而受到了广泛重视。金属空气电池是一种以氧化金属和还原氧气为驱动的电化学电池，理论能量密度约为普通锂离子电池的3-30倍。其中金属铝有较高的理论能量密度（8.10 Wh g-1）和丰富的储量，是金属空气电池理想的阳极材料。

近日，深圳大学高等研究院刘富德教授课题组在铝空气电池领域取得重要研究进展，在《Applied Energy》（影响因子9.746，中科院一区）杂志发表了题为“A high-performance tri-electrolyte aluminum-air microfluidic cell with a co-laminar-flow-and-bridging-electrolyte configuration”的研究论文。该工作设计了一个三电解液铝空气微流体电池体系，研究了电池的输出电压，电流和功率特性，评估了电解液的循环使用效率。深圳大学高等研究院刘富德教授为论文通讯作者，深圳大学为第一完成单位。

该研究中刘富德教授团队在电池的酸碱电解液之间加一个中性盐桥电解液使酸碱电解液不直接接触，同时酸性（碱性）电解液与盐桥电解液以层流的方式流动，如图1(a)和(b)。在HCl酸性电解液和KCl盐桥电解液之间采用Cl-交换膜,在KOH碱性电解液和KCl盐桥电解液之间采用多孔的PES薄膜，以使体系具有较高的离子交换效率。该电池在电解液的循环流动下具有稳定的输出性能。刘富德教授团队进一步设计了24个电池并联的集成体系，如图1（c），评估了集成体系的输出性能及其稳定性。并且理论计算评估了电解液循环过程中的利用率。该研究结果在低频长续航储能领域具有潜在的应用价值。

图1 单个三电解液铝空气微流体电池：（a）示意图和（b）装配图。（c）由24个单电池并联形成的集成电池体系。

论文链接：https://authors.elsevier.com/c/1eD8a15eif0gA9