據(jù)外媒報(bào)道,，鐵-空氣電池（Iron–air batteries）的能量密度要遠(yuǎn)高于當(dāng)前的鋰離子電池,。此外,，其主要構(gòu)成物“鐵”的儲(chǔ)量十分富足,，該材料的價(jià)格也很便宜,。為此,，于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich）也致力于重新研究該鐵-空氣電池這一理念（上世紀(jì)70年代就已提出）,。

由于技術(shù)難題難以攻克,，自上世紀(jì)80年代起,，金屬-空氣電池的研究被棄置了很長(zhǎng)一段時(shí)間。然而,，最近數(shù)年來,，該領(lǐng)域的研發(fā)興趣越來越大。鐵-空氣電池的通過鐵與氧的反應(yīng)來獲得能量,。在反應(yīng)過程中,，鐵氧化過程與生銹過程幾乎一樣。該反應(yīng)需要周邊空氣內(nèi)的氧氣參與反應(yīng),，這樣就無需考慮電池的氧氣存儲(chǔ)問題,。由于可節(jié)省材料成本，使得研究機(jī)構(gòu)紛紛開始研發(fā)鐵-空氣電池,。

于利希研究中心與美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）已成功觀測(cè)到電池運(yùn)行期間鐵電極上的積聚物是如何形成的,，其觀測(cè)精度可達(dá)納米級(jí),。若欲進(jìn)一步研發(fā)鐵-空氣電池并達(dá)到市場(chǎng)成熟水平，對(duì)其充放電反應(yīng)的深入了解就顯得至關(guān)重要了,，該研究成果已發(fā)表在期刊《納米能源（Nano）》中,。

據(jù)估計(jì)，鐵-空氣電池能量密度的理論值在1200 Wh/kg,，相較之下,，當(dāng)前鋰離子電池的能量密度約為600 Wh/kg，若將電芯外殼的重量納入考慮,，其能量密度將低于350 Wh/kg。

鋰-空氣電池的最大能量密度將達(dá)到11400 Wh/kg,，但其技術(shù)難度極大,、復(fù)雜性較高。然而,，如果按體積能量密度來比對(duì),，鐵-空氣電池的表現(xiàn)則更好：9700 Wh/l，幾乎是當(dāng)前鋰離子電池（2000 Wh/l）體積能量密度的5倍,，鋰-空氣電池的體積能量密度“僅為”6000 Wh/l,。對(duì)于眾多移動(dòng)設(shè)備而言，鐵-空氣電池的吸引力依然很大,，因?yàn)轶w積（空間）要求也成為了移動(dòng)應(yīng)用的一項(xiàng)重要參數(shù)指標(biāo),。

于利希研究中心采用了美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室納米材料科學(xué)中心（Center for Nanophase Materials Sciences）的原位電化學(xué)原子力顯微鏡（in situ electrochemical atomic force microscopes）對(duì)鐵-空氣電池的充放電情況進(jìn)行觀察，并確認(rèn)氧化鐵顆粒（Fe(OH)2）是如何形成于鐵電極之上的,。

（電極）積聚物提升電池容量

積聚物并不會(huì)降低電池的容量,，恰恰相反，納米多孔層（nanoporous layer）會(huì)增大電極的活性表面積（active surface area）,，在充放電周期后,，其電池容量會(huì)小幅提升。得益于該研究調(diào)查,，研究人員首次獲得了納米多孔層增生的清晰脈絡(luò)圖,。

然而，距該產(chǎn)品的市場(chǎng)成熟尚有一段時(shí)間,。研究人員在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了數(shù)千次的充放電試驗(yàn),，盡管鐵質(zhì)孤島電極（isolated electrodes）在運(yùn)行時(shí)并未出現(xiàn)較大的能量損失，但鐵-空氣電池在采用空氣電極作為電池的另一極后,，充放電次數(shù)卻只維持在20-30次,。

該實(shí)驗(yàn)結(jié)果被劃歸到高溫及高能量密度材料的研究項(xiàng)目范疇內(nèi)，該項(xiàng)目獲得了德國(guó)聯(lián)邦研究教育部（German Federal Ministry of Education and Research）的資金支持,。

未來,，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與于利希研究中心或?qū)⒑炗喓献鲄f(xié)議,，因?yàn)殡p方自2008年后就加強(qiáng)了在各個(gè)科研領(lǐng)域內(nèi)的研究。