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《Nature Communications》發表的最新研究顯示，錳具有一項全新的化學狀態。據美國勞倫斯伯克利國家實驗室指出，這一新的化學狀態可實現高性能、低成本鈉離子電池，幷能實現電網中太陽能和風能發電電力的快速高效存儲和分布。
大約一個世紀前就提出了存在這項新化學狀態的想法，但直到2018年科學家才能够證明這一點。科學家們利用專門設計的電池來測試他們的假設。研究者們在報告中指出，Natron Energy爲本次研究提供的電池具有非常規的陽極設計。
與通常基于碳陽極的鋰離子和鈉離子電池不同，本次實驗采用由錳、碳和氮混合而成的陽極。而陰極由銅、氮和鐵構成。這些基于轉換金屬的材料能够展示不同充電狀態。
Natron Energy首席執行官Colin Wessells稱，在電池的陰極和陽極中采用這些材料的一個直接優勢在于，陽極和陰極均不會限制電力容量、循環壽命和設備成本。Wessells表示，這種電池能够非常快速的通過五分鐘放電釋放90%的總能量，在1000次充放電循環之後依然能够保持大約95%的放電電容。
這種高性能令研究者十分疑惑，因此他們决定測試1928年的提出的錳可能存在“一價”的狀態，這意味著，錳原子在這一狀態下僅僅失去一個電子是可能的。這種想法違反了常規，這是因爲通常錳原子在化學反應中都會失去兩個或以上原子。
爲了進行試驗，科學家們利用了iRIXS系統對材料的內部化學性進行了高靈敏度的檢查，結果顯示了電池充放電循環中電子的對比。研究結果不僅證實了一價狀態的存在，還顯示産生這種狀態的特殊情形將使電子在材料中運行更加暢通無阻。紐約大學物理學家表示，正因爲此這種不同尋常的電池電極才表現如此之好。
Natron Energy正在基于這項研究成果開發實驗中電池的商業原型。
英文來源：Mining.com
