日本原子能研究開發(fā)機構(gòu)(JAEA)近日宣布了一項重大科研突破,成功研發(fā)出全球首個采用鈾作為負極活性物質(zhì)的蓄電池。據(jù)悉,這項技術(shù)的相關(guān)專利申請已于去年11月29日提交。
在核燃料生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生一種副產(chǎn)品——貧鈾。這種貧鈾是指鈾-235的豐度低于0.711%,無法用于核電站的輕水堆燃料。而日本目前大約存有1.6萬噸這種貧鈾。
隨著可再生能源如風能和太陽能的日益普及,對蓄電儲能技術(shù)的需求也在不斷增加。由于可再生能源的發(fā)電量易受天氣影響,因此需要借助蓄電池、儲能水電站等設施來調(diào)節(jié),以確保電流穩(wěn)定地輸入電網(wǎng)。
JAEA指出,鈾因其獨特的化學性質(zhì),長期以來一直是化學電池中活性材料的潛在候選。此次研究團隊成功開發(fā)出首個利用鈾化學特性的實用化“鈾充電電池”,并驗證了其充放電性能。
這款蓄電池的電解液中,鈾和鐵都以陽離子的形式存在,通過兩種元素離子的價數(shù)變化來實現(xiàn)充放電。據(jù)透露,其原型電池的電壓達到了1.3V,已接近普通堿性電池的1.5V。經(jīng)過10次充放電循環(huán)后,電池性能幾乎沒有變化,且正負極均未向電解液中析出物質(zhì),顯示出良好的穩(wěn)定性和重復充放電能力。