水基电池提供了主要的存储容量

这种电池不同于含有钴的锂离子电池。该集团研究无金属电池的目标源于对国内供应链的更好控制，因为钴和锂都是外包的。研究人员说，这种更安全的化学物质还可以防止电池起火。

化学工程教授Jodie Lutkenhaus博士和化学助理教授Daniel Tabor博士发表了他们关于无锂电池的研究结果自然材料．

卢特肯豪斯说:“未来，如果预计会出现材料短缺，锂离子电池的价格将大幅上涨。”“如果我们有这种替代电池，我们就可以转向这种化学物质，因为我们可以在美国制造它们，而且制造它们的材料也在美国。”

卢特肯豪斯说，水电池由阴极、电解质和阳极组成。阴极和阳极是可以储存能量的聚合物，电解质是与有机盐混合的水。电解液是离子传导和能量储存的关键，通过它与电极的相互作用。

她说:“如果电极在循环过程中膨胀得太厉害，那么它就不能很好地传导电子，就会失去所有的性能。”“我相信，由于溶胀效应，储能容量的差异是1000%，这取决于电解液的选择。”

根据他们的文章，氧化还原活性，非共轭自由基聚合物(电极)是无金属水电池的有前途的候选者，因为聚合物具有高放电电压和快速氧化还原动力学。由于电子、离子和水分子同时转移，反应复杂且难以解决。

研究人员说:“我们使用电化学石英晶体微天平在一定时间尺度上进行耗散监测，通过检测不同chao-/kosmotropic特性的水电解质，证明了氧化还原反应的本质。”

塔博尔的研究小组用计算模拟和分析补充了实验工作。这些模拟使我们对微观分子尺度的结构和动力学有了更深入的了解。

“理论和实验经常紧密合作，以理解这些材料。我们在这篇论文中计算的一件新事情是，我们实际上将电极充电到多个电荷状态，并观察周围环境对这种充电的反应，”Tabor说。

研究人员通过准确测量电池运行时进入电池的水和盐的量，宏观地观察了电池阴极在某种盐的存在下是否能更好地工作。

“我们这样做是为了解释实验观察到的现象，”他说。“现在，我们希望将我们的模拟扩展到未来的系统。我们需要证实我们的理论，即是什么力量推动了这种水和溶剂的注入。”

塔博尔补充说，这项技术推动了无锂电池的发展，使人们能够在分子水平上更好地了解是什么让一些电池电极比其他电极工作得更好，并为材料设计的发展方向提供了强有力的证据。

该项目由美国能源部和国家科学基金会通过德克萨斯A&M工程实验站资助。