金属空气电池是最轻和能量密度最高的电化学存储装置之一。它们使用由纯金属制成的阳极和使用空气中氧气的阴极。金属空气电池通常是主要（不可充电）一次性电池。在放电期间，在阳极处发生氧化反应并在阴极处发生还原反应，其包含允许来自空气的氧成为反应物的多孔膜。电解质（通常是含水的）允许在放电期间将离子从阴极转移到阳极。

    铝很有意思

    由于几个原因，铝空气电池特别有趣。能量密度（瓦特小时/千克）是目前生产的锂离子电池的五到十倍。用于阳极的铝金属非常轻，并且由于阴极是空气，整个封装可以比大多数其他电池类型轻得多。铝也很便宜 - 特别是与锂的成本上升相比。铝制空气电池已被用作电动车辆的实验范围扩展器，补充了内置可充电电池。他们还发现军用飞机和水下航行器的用途有限，它们的高功率和重量很大。

    不幸的是，铝空气电池也有一些局限性。到目前为止，该设计仅适用于非充电电池。在铝阳极与电解质的电化学反应期间，铝被转化成不再参与反应的水合氧化铝。正在开发可更换的铝阳极电极，以使电池具有一个以上的使用寿命。

    失去他们的魔力

    铝制空气电池的另一个问题是它们失去电荷的速度有多快。电池可以在未使用状态下长时间存放。然而，一旦打开它们，它们就会很快开始降解。在一个月的储存后，典型的商用锂离子电池可能会损失约5％的电量，铝电池在同一时间内将损失约80％的电量，因为电解质会与铝阳极发生反应。

    已经尝试了几种方法来减少铝阳极的腐蚀反应。例如，电解质配方的变化可以减少材料的劣化，但是已经发现电池配方的功率输出大大降低。其他人尝试在不使用电池时将电解液泵出电池，并在需要电池电源时将其泵回。这种方法有效，但铝腐蚀产品通常会堵塞泵送电解液的管道系统。

    麻省理工学院的研究人员已经建立了电解质泵送概念，新系统在不使用电池时在铝阳极和电解质之间引入了油屏障。当电池接通电源时，它会将油泵出。在麻省理工学院的新闻发布会上，新系统报告的每月能耗仅为0.02％。

    油和铝

    根据麻省理工学院的新闻稿，“新系统的关键是放置在电池电极之间的薄膜。当使用电池时，膜的两侧都填充有液体电解质。但是当电池处于待机状态时，油会被泵入最靠近铝电极的一侧，从而保护铝表面免受膜另一侧电解液的影响。

    铝具有另一种利用MIT电池的特性：它具有亲水性（吸水性）。当水性（水基）电解质在再活化时被泵回到电池中时，电解质容易置换油。由于铝的特性被称为“水下疏油性”，铝被从铝表面排斥 - 当铝浸入水中时，它从表面排斥油。

    虽然金属空气电池可以由多种金属制成，例如钠，锂，镁，锌或铁，但铝是优选的选择。在新闻发布会上，麻省理工学院工程学教授Douglas P. Hart解释说，除了成本低之外，铝是我们所知道的“最高化学能密度储存材料之一。”哈特继续说许多专家我认为铝制空气电池可能是锂离子电池和汽车汽油的唯一可行替代品。

    哈特认为，新的麻省理工学院系统将有各种重要的应用。在现有版本中，他解释说，“你可以冲洗它并延迟这个过程，但是你无法真正关闭它。”然而，如果使用麻省理工学院的新系统，例如，作为汽车的增程器，你可以使用它然后拉进你的车道并停放一个月，然后回来并仍然期望它有一个可用的电池......我真的认为这是一个改变游戏规则的电池。“

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