rising worldwide energy demand, cou

rising worldwide energy demand, coupled with climate change associated with usage of fossil fuels, motivates the search for alternative, renewable energy sources. In particular, the widespread implementation of an electrified transportation system is highly desirable because the majority of petroleum, which accounts for one-third of the worldwide primary energy source, is used in vehicle propulsion. Current state-of-the-art electric vehicles (EVs) principally utilize the Li ion battery, which is the battery possessing the highest practical specific energy that has been sufficiently developed to be feasible for transportation. However, the aforementioned practical specific energy is still very low (∼200 W h/kg) compared to that of
gasoline in an internal combustion engine (∼1300 W h/kg), and thus, current EVs are greatly limited by their range. In
addition, large format Li-ion batteries are presently prohib- itively expensive for mass-market adoption of EVs and have safety concerns related to using flammable nonaqueous electrolytes. In principle, metal−air batteries could circumvent these limitations as they possess much larger maximum
theoretical specific energies (MTSEs) due to eliminating the necessity of cathode material storage, and they are projected to be less costly than Li-ion batteries. The nonaqueous Li−air battery has received a great deal of attention over the past few years due to its extremely high MTSE, 11680 W h/kg.

not react violently with water), which could also provide all of the advantages without the safety concerns.
Al, being the most abundant metal in earth’s crust and possessing very low molecular mass, is an attractive candidate for these aqueous metal−air batteries. The Al−air system is described by the overall reaction Al + 3/4O2 + 3/2H2O → Al(OH)3 (U0 = 2.70 V), and its MTSE is 4140 W h/kg including the mass of water.3 Thus, the Al−air battery has considerable potential for improvement in practical specific energy and hence EV range over that possible with a Li-ion battery. Moreover, the Al−air battery is capable of outputting high current densities and therefore could be used in high- power applications.4 Concentrated alkaline (NaOH/KOH) electrolytes are most commonly used with this system.4,5 The discharge product, Al(OH)3, is an intermediate in the Bayer process, the principal industrial process of Al metal production, and therefore, an infrastructure already exists for recycling the battery materials.6 Furthermore, although the aqueous Al−air battery is not electrically rechargeable, given the existing extensive Al refining/recycling economy, a primary battery would be convenient for the consumer as entire battery packs could be replaced quickly at refilling stations.
We first summarize the current understanding of aqueous bulk electrochemistry relevant to the Al−air battery with the

However, it currently has many technical limitations1,2 and

similar safety concerns to those of the Li-ion battery due to the use of flammable electrolytes. An alternative is to use aqueous metal−air batteries with compatible metals (i.e., metals that donot react violently with water), which could also provide all of the advantages without the safety concerns.
Al, being the most abundant metal in earth’s crust and possessing very low molecular mass, is an attractive candidate for these aqueous metal−air batteries. The Al−air system is described by the overall reaction Al + 3/4O2 + 3/2H2O → Al(OH)3 (U0 = 2.70 V), and its MTSE is 4140 W h/kg including the mass of water.3 Thus, the Al−air battery has considerable potential for improvement in practical specific energy and hence EV range over that possible with a Li-ion battery. Moreover, the Al−air battery is capable of outputting high current densities and therefore could be used in high- power applications.4 Concentrated alkaline (NaOH/KOH) electrolytes are most commonly used with this system.4,5 The discharge product, Al(OH)3, is an intermediate in the Bayer process, the principal industrial process of Al metal production, and therefore, an infrastructure already exists for recycling the battery materials.6 Furthermore, although the aqueous Al−air battery is not electrically rechargeable, given the existing extensive Al refining/recycling economy, a primary battery would be convenient for the consumer as entire battery packs could be replaced quickly at refilling stations.
We first summarize the current understanding of aqueous bulk electrochemistry relevant to the Al−air battery with the

Kết quả (Việt) 2:

Nhu cầu năng lượng tăng cao trên toàn thế giới, cùng với biến đổi khí hậu liên quan đến việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, thúc đẩy việc tìm kiếm thay thế, các nguồn năng lượng tái tạo. Đặc biệt, việc thực hiện phổ biến của một hệ thống giao thông vận tải fi ed electri là rất mong muốn bởi vì phần lớn xăng dầu, chiếm một phần ba của các nguồn năng lượng sơ cấp trên toàn thế giới, được sử dụng trong xe đẩy. Nhà nước-of-the-nghệ thuật xe điện hiện tại (EVs) chủ yếu sử dụng các pin ion Li, đó là pin sở hữu fi Speci năng lượng c thực tế cao nhất mà đã được su ffi ciently phát triển có tính khả thi để vận chuyển. Tuy nhiên, thực tế Speci năng lượng fi c nói trên vẫn còn rất thấp (~200 W h / kg) so với
xăng dầu trong động cơ đốt trong (~1300 W h / kg), và do đó, EVs hiện đang hạn chế rất nhiều bởi phạm vi của họ. Trong
Ngoài ra, khổ lớn các loại pin Li-ion là hiện nay Nghiêm cấm việc itively đắt cho việc thông qua thị trường đại chúng của EVs và có mối quan tâm về an toàn liên quan đến sử dụng fl điện nonaqueous ammable. Về nguyên tắc, pin kim loại-không khí có thể phá vỡ những hạn chế như họ sở hữu tối đa lớn hơn nhiều
lý thuyết Speci fi c năng lượng (MTSEs) do loại bỏ sự cần thiết của việc lưu trữ tài liệu cathode, và họ được dự báo sẽ ít tốn kém hơn so với pin Li-ion. Pin Li-air nonaqueous đã nhận được rất nhiều sự chú ý trong vài năm qua do MTSE cực cao, 11680 W h / kg. Không phản ứng mãnh liệt với nước), mà cũng có thể cung cấp tất cả những lợi thế mà không có những mối quan tâm an toàn . Al, là kim loại có nhiều nhất trong lớp vỏ trái đất và sở hữu khối lượng phân tử rất thấp, là một ứng cử viên hấp dẫn đối với các loại pin kim loại-không khí lỏng. Hệ thống Al-khí được mô tả bởi các phản ứng tổng Al + 3 / 4O2 + 3 / 2H2O → Al (OH) 3 (U0 = 2,70 V), và MTSE của nó là 4140 W h / kg bao gồm cả khối lượng của water.3 vậy , pin Al-không khí có tiềm năng đáng kể để cải thiện thiết thực Speci fi c năng lượng và do đó EV phạm vi hơn mà có thể với một pin Li-ion. Hơn nữa, pin Al-không khí có khả năng xuất ra mật độ cao hiện tại và do đó có thể được sử dụng trong điện cao applications.4 Tập trung kiềm (NaOH / KOH) điện thường được sử dụng với điều này system.4,5 Các sản phẩm xả, Al (OH) 3, là một chất trung gian trong quá trình Bayer, quá trình công nghiệp chủ yếu của sản xuất kim loại Al, và do đó, một cơ sở hạ tầng đã tồn tại để tái chế các materials.6 pin Hơn nữa, mặc dù pin Al-không khí dung dịch nước không phải là bằng điện có thể sạc lại, trao rộng Al tái fi nền kinh tế ning / tái chế hiện có, một pin tiểu học sẽ tiện lợi cho người tiêu dùng như toàn bộ gói pin có thể được thay thế một cách nhanh chóng ở lại trạm fi lling. Chúng tôi Fi đầu tiên tóm tắt những hiểu biết hiện tại của dung dịch nước với số lượng lớn điện hóa học có liên quan đến pin Al-không khí với Tuy nhiên, hiện tại có nhiều limitations1,2 kỹ thuật và mối quan tâm an toàn tương tự như của pin Li-ion do việc sử dụng các chất điện ammable fl. Một cách khác là sử dụng pin kim loại-không khí dung dịch nước với các kim loại tương thích (ví dụ, các kim loại mà không chấp phản ứng mãnh liệt với nước), mà cũng có thể cung cấp tất cả những lợi thế mà không có những mối quan tâm về an toàn. Al, là kim loại có nhiều nhất trong lớp vỏ trái đất và sở hữu khối lượng phân tử rất thấp, là một ứng cử viên hấp dẫn đối với các loại pin kim loại-không khí lỏng. Hệ thống Al-khí được mô tả bởi các phản ứng tổng Al + 3 / 4O2 + 3 / 2H2O → Al (OH) 3 (U0 = 2,70 V), và MTSE của nó là 4140 W h / kg bao gồm cả khối lượng của water.3 vậy , pin Al-không khí có tiềm năng đáng kể để cải thiện thiết thực Speci fi c năng lượng và do đó EV phạm vi hơn mà có thể với một pin Li-ion. Hơn nữa, pin Al-không khí có khả năng xuất ra mật độ cao hiện tại và do đó có thể được sử dụng trong điện cao applications.4 Tập trung kiềm (NaOH / KOH) điện thường được sử dụng với điều này system.4,5 Các sản phẩm xả, Al (OH) 3, là một chất trung gian trong quá trình Bayer, quá trình công nghiệp chủ yếu của sản xuất kim loại Al, và do đó, một cơ sở hạ tầng đã tồn tại để tái chế các materials.6 pin Hơn nữa, mặc dù pin Al-không khí dung dịch nước không phải là bằng điện có thể sạc lại, trao rộng Al tái fi nền kinh tế ning / tái chế hiện có, một pin tiểu học sẽ tiện lợi cho người tiêu dùng như toàn bộ gói pin có thể được thay thế một cách nhanh chóng ở lại trạm fi lling. Chúng tôi Fi đầu tiên tóm tắt những hiểu biết hiện tại của dung dịch nước với số lượng lớn điện hóa học có liên quan đến pin Al-không khí với