Science深度评论，锌空电池前途无量！

最近一年来，锌空电池发展迅速，陆续有Science，Nature Nanotechnology和Nature Energy等重磅文章发表，Science对锌空的前景非常看好，特地发了以下评论文章。

如果必要性是发明之母，那么潜在利润必须是发明之父。这两种激励都推动了将锌电池从通常用于助听器的小型一次性电池转变为可连接到电网的可充电庞然大物，存储太阳能或风能在夜间或无风时使用。马里兰大学的电池专家王春生说，“随着初创企业的激增和实验室研究的深入和快速发展，锌电池是一个非常热门的领域。”

锂离子电池是电动汽车中的巨型电池，是目前储存可再生能源的领先者，但其组件很昂贵。锌电池在经济上和地球上更容易，但是实验室实验指出了它们的主要缺点：它们不能在几十年内反复充电。

随着越来越多的太阳能、风能和其他可再生能源上线，对电网规模电池存储的需求正在增长。今年，总统乔·拜登承诺到2035年使美国电网无碳。为了平衡供应量，大部分可再生能源必须存储数小时或数天，然后重新输入电网。仅在加利福尼亚州，公用事业委员会就设想，到2026年部署超过8800兆瓦的可充电电池，上周，加利福尼亚州州长加文·纽森提议提供3.5亿美元的州资金，用于开发长期能源存储技术。锌电池生产商Zinc8 Energy Solutions负责业务发展的副总裁马克·巴乔说：“这种趋势不会下降，它只会继续增长。”

锌电池初创公司EnZinc的首席执行官迈克尔·伯茨说，对于电源存储来说，“锂离子是800磅的大猩猩。”但锂是一种相对稀有的金属，只在少数几个国家开采，太稀缺和昂贵，无法支持世界公用事业网络。汽车制造商也对电动汽车的需求很大。锂离子电池通常也使用易燃液体电解质。这意味着兆瓦规模的电池必须具有昂贵的冷却和灭火技术。海军研究实验室（NRL）高级电化学材料研究负责人黛布拉·罗利森说：“我们需要锂的替代品。”

那么锌来了，这是一种银质、无毒、廉价、丰富的金属。一次锌电池已经上市几十年了。最近，一些充电锌电池产品也已商业化，但它们的储能能力往往有限。另一种技术，锌液流电池也在取得长足进步。但它需要更复杂的阀门、泵和箱才能运行。因此，研究人员目前正在努力改进另一种变体，锌空电池。

在这些电池中，加氢氧化钾或其他碱性材料的水基电解质将锌阳极和其他导电材料（通常是多孔碳）制成的阴极分开。在放电过程中，空气中的氧气与阴极处的水反应，形成氢氧化物离子，这些离子迁移到阳极，在那里它们与锌反应，最终产生氧化锌。该反应释放出通过外部电路从阳极流向阴极的电子。电池充电意味着电流反过来，导致锌金属在阳极上重新形成。