金属电解可以支持更高效、更环保的电池金属生产工艺

麻省理工学院和 SLAC 国家加速器实验室的研究人员通过绘制在原子水平上正在发生的事情，这种方法被称为金属电解，正在迈出未来解决方案的第一步，这些解决方案可能会带来更高效、更环保的工艺。用于生产锂、铁和钴，以及帮助开发金属空气电池。

在发表在《材料化学》杂志上的一篇论文中，科学家们解释说，金属电解是一个过程，其中金属氧化物（矿石）被电击以产生纯金属，并以氧气为副产品。这就是他们在原子水平上探索的反应。

“在这里，我们的目标是建立一些基本的认识，通过检查计算出的金属和金属氧化物之间转换的热力学势垒来预测电化学金属生产和金属-空气电池的效率，”该研究的作者之一杨绍霍恩说。在一份媒体声明中。

金属电解可以支持更高效、更环保的电池金属生产工艺
然而，揭示金属电解所涉及的基本步骤的工作具有挑战性，因为不清楚这些步骤是什么。这意味着研究人员必须弄清楚如何从金属氧化物变成金属和氧气。

分析是通过超级计算机模拟进行的。“这就像一个原子沙盒，然后我们与它们一起玩，”共同作者 Michal Bajdich 说。

更具体地说，该团队探索了几种金属电解的不同场景。每一种都涉及提高反应速度的不同催化剂或分子。出现的地图本质上是为每种不同金属设计最佳催化剂的指南。

由于他们只关注纯金属，研究人员的下一步是看看在涉及多种金属的更复杂的系统中会发生什么，例如存在钠和锂的系统。

对这些反应的新原子级理解不仅可以帮助工程师开发用于金属生产的有效电化学路线，还可以设计更高效的金属空气电池，因为金属空气电池充电也涉及电解。