这是RMIT开发的连接到电压表的质子电池。工作原型的单位质量能量已经可以与市售的锂离子电池相媲美。

来自澳大利亚墨尔本坎培门高等技术学院的研究人员首次演示了一种可充电的“质子电池”，它可以创造性地改变我们的家庭、车辆和设备的供电方式。

这种可再充电电池是环保的，并且具有进一步发展的潜力，相比于当前常用的锂离子电池能够存储更多的能量。

质子电池的潜在应用包括储存家用太阳能电池板的电能，就像目前使用锂离子电池的特斯拉动力墙所做的那样。

通过一些改进和扩展，质子电池技术也可以用于电网的中型存储——比如南澳大利亚的巨大锂电池，以及电动汽车。

质子电池的原型是一个碳电极，它是一个储氢装置，再加上一个可逆的燃料电池来产生电能。首席研究员约翰安德鲁斯教授说，正是碳电极和水分裂产生的质子，为质子电池提供环境，能量和潜在的经济优势。

安德鲁斯说：“我们最新的进展是朝着廉价、可持续的质子电池迈进，这将有助于满足我们未来的能源需求，而不会进一步破坏我们已经脆弱的环境。随着世界朝着可再生能源的方向发展，以减少温室气体排放和应对气候变化为目的，对电能储存的需求将是巨大的。”

质子电池是满足这种巨大能量储存需求的潜在贡献者之一。用质子给电池供电比用锂资源制造锂电池更经济。“碳是我们质子电池的主要材料，与金属储氢合金和可充电锂离子电池所需的锂相比，既丰富又便宜。”

在充电过程中，电极中的碳与来自电源的电子分裂水产生的质子结合在一起。质子再次释放，通过可逆的燃料电池，从空气中形成氧气，产生电能。与化石燃料不同，碳在燃烧过程中不会燃烧或导致排放。

研究人员的实验表明，在电池被优化之前。小型质子电池，其活性内表面积仅为5.5平方厘米（小于20美分的硬币），已经能够储存与市售锂离子电池相同的单位质量能量。安德鲁斯说：“今后的工作将集中在通过使用原子级薄层碳基材料（如石墨烯）进一步提高性能和能量密度，其目标是实现质子电池与锂离子电池的完全竞争。”

RMIT对质子电池的研究部分得到了澳大利亚国防科技集团和美国海军研究全球办公室的资助。

质子电池如何工作

质子电池的工作原型结合了氢燃料电池和电池电力的最佳方面。最新版本把用于氢气固态储存的碳电极与可逆燃料电池结合在一起，以提供集成的可充电单元。

在质子电池中成功使用由活性炭制成的电极是向前迈出的重要一步，并在国际氢能杂志上报道。在充电过程中，由可逆燃料电池中的水分解产生的质子通过细胞膜传导，并借助于施加电压所提供的电子直接与存储材料结合，而不形成氢气。

在供电模式中，这个过程是相反的; 氢原子从储存器释放并失去电子再次变成质子。这些质子然后通过细胞膜返回，在那里它们与来自外部电路的氧和电子结合以重新形成水。质子电池的一个主要潜在优点是比传统的氢系统高得多的能量效率，使之与锂离子电池相媲美。消除了与氢气演化和裂解回质子有关的损失。

几年前，RMIT的团队发现一种贮氢合金电极质子电池可以正常工作，但它的可逆性和循环性能太低。此外，所使用的合金含有稀土元素，因此是笨重和昂贵的。最新的实验结果表明，由酚醛树脂制成的多孔活性炭电极能够在电极中储存约质量分数为1％的氢。尽管质子电池远未达到最优化，但这每单位质量的能量已经可以与市售的锂离子电池相媲美。最大电池电压是1.2伏。