來自澳大利亞和中國的研究人員正在致力於開發世界上第一個安全高效的無毒水性鋁自由基電池。來自南澳大利亞弗林德斯大學和中國浙江理工大學的團隊在美國化學會旗艦期刊《美國化學雜誌》上發表的一篇新文章中報告了開發這些新型電池的第一階段。

大多數電池都含有危險材料，在垃圾填埋場或扔到其他地方時會污染環境。鉛、鎘、汞等物質會毒害人和動物，污染土壤和水，而且它們會在環境中長期存在。

浙江理工大學的張凱博士和弗林德斯大學賈中凡副教授的研究實驗室合作研究最常用的路易斯酸電解質（Al(Otf)3）中穩定自由基的（電化學）和電池測試。

該團隊開發了第一個鋁基電池設計，該電池使用阻燃且空氣穩定的水基電解質，可在800次循環中提供1.25 V的穩定電壓輸出和110 mAh g–1的容量，且僅為0.028% 每個週期的損耗。

弗林德斯大學科學與工程學院的賈忠範教授希望未來能夠利用可生物降解材料來開發軟包電池，使產品安全且可持續。

描述研究的圖表，新型鋁基電池有望提供更可持續的電力圖形 圖片來源：弗林德斯大學

賈教授表示，多價金屬離子電池，包括Al3+、Zn2+ 或Mg2+，利用了地殼中豐富的元素，並且提供比鋰離子電池(LIB) 高得多的能量密度。

“特別是鋁離子電池（AIB）引起了極大的關注，因為鋁是第三豐富的元素（8.1％），這使得AIB有可能成為可持續且低成本的能源存儲系統。”

然而，當前AIB面臨的主要挑戰之一是Al3+離子配合物的緩慢運動，這導致AIB的陰極效率較低。有機共軛聚合物是AIB 的新興陰極，可解決離子傳輸問題，但其電池電壓輸出性能仍然較差。

穩定自由基是一類有機電活性分子，已廣泛應用於不同的有機電池系統中。第一個此類產品由NEC 於2012 年實現商業化。

弗林德斯大學賈實驗室此前已開發出用於有機混合鋰離子電池、鈉離子電池和全有機電池的基礎材料。由於缺乏對這些自由基材料在電解質中的（電）化學反應的了解，這些自由基材料從未在AIB 中得到應用。