来自澳大利亚和中国的研究人员正在致力于开发世界上第一个安全高效的无毒水性铝自由基电池。来自南澳大利亚弗林德斯大学和中国浙江理工大学的团队在美国化学会旗舰期刊《美国化学杂志》上发表的一篇新文章中报告了开发这些新型电池的第一阶段。
大多数电池都含有危险材料，在垃圾填埋场或扔到其他地方时会污染环境。 铅、镉、汞等物质会毒害人和动物，污染土壤和水，而且它们会在环境中长期存在。
浙江理工大学的张凯博士和弗林德斯大学贾中凡副教授的研究实验室合作研究最常用的路易斯酸电解质（Al(Otf)3）中稳定自由基的（电化学）和电池测试。
该团队开发了第一个铝基电池设计，该电池使用阻燃且空气稳定的水基电解质，可在800次循环中提供1.25 V的稳定电压输出和110 mAh g–1的容量，且仅为0.028% 每个周期的损耗。
弗林德斯大学科学与工程学院的贾忠范教授希望未来能够利用可生物降解材料来开发软包电池，使产品安全且可持续。
描述研究的图表，新型铝基电池有望提供更可持续的电力图形 图片来源：弗林德斯大学
贾教授表示，多价金属离子电池，包括 Al3+、Zn2+ 或 Mg2+，利用了地壳中丰富的元素，并且提供比锂离子电池 (LIB) 高得多的能量密度。
“特别是铝离子电池（AIB）引起了极大的关注，因为铝是第三丰富的元素（8.1％），这使得AIB有可能成为可持续且低成本的能源存储系统。”
然而，当前AIB面临的主要挑战之一是Al3+离子配合物的缓慢运动，这导致AIB的阴极效率较低。 有机共轭聚合物是 AIB 的新兴阴极，可解决离子传输问题，但其电池电压输出性能仍然较差。
稳定自由基是一类有机电活性分子，已广泛应用于不同的有机电池系统中。 第一个此类产品由 NEC 于 2012 年实现商业化。
弗林德斯大学贾实验室此前已开发出用于有机混合锂离子电池、钠离子电池和全有机电池的基础材料。 由于缺乏对这些自由基材料在电解质中的（电）化学反应的了解，这些自由基材料从未在 AIB 中得到应用。