新加坡把镉废料变成可重复使用的水系电池负极

发生了什么

• 新加坡国立大学和新加坡科技设计大学的研究人员于2026年10月28日在《科学进展》（Science Advances）在线发表了一个闭环方案，把含镉废料变成水系电池的负极。
• 一种采用程控电位的三步电沉积工艺，可从模型废电解液中选择性回收镉，并将其沉积为晶体取向确定的致密电极。
• 为了在使用中保持这一结构，他们在电解液中加入了碘化铯，它调控金属的沉积与剥离方式，并减少腐蚀。
• 该负极的平均库仑效率达到99.98%，并能在高倍率下稳定循环。它在以碘为正极的纽扣电池和软包电池中都能工作。

为什么重要

• 镉是锌加工过程中有毒且无法避免的副产物。把它当作废物处理，要付出环境和经济代价。
• 这种方法提出把它用作电池材料，而不是当作危险废物储存起来。
• 负极失效时，可以重新提取、再生并再次使用，从而使回收、运行和再生形成闭环。

关键数字

99.98%。 这是回收所得镉负极的平均库仑效率，即每个循环中返还电荷所占的比例。

背景

水系电池使用以水为基础的电解液，比锂电池中的有机电解液更安全、更便宜，适合固定式储能。镉曾广泛用于镍镉电池，如今因毒性而受到限制。这项工作提出把它用在封闭系统里，让金属被反复回收。

回收电池材料和捕集污染物，是Mamífero关注的话题：一种硫液流电池可以回收，并保持98.1%的容量，一层2纳米的碳膜可以分离CO2，研磨过的橄榄石在微生物有食物时会在土壤中储存更多碳。在储能方面，Viridi在一栋公寓楼内安装了一块3.75 MWh的电池。

接下来

• 试验使用的是模型废电解液。该工艺还需要在锌冶炼厂的真实废料上试验，那里的废料含有其他杂质。
• 镉的毒性要求电池必须在密封系统中运行，并能对金属进行追溯。
• 对有锌矿开采和冶炼的国家来说，这一方法提供了一条减少环境负债的路径。

一句话总结

这项工作改变了关于镉的问题：不再问如何储存它，而是问如何安全地一次次重新使用它。这套化学在实验室里行得通。它的价值将取决于能否应对真实的工业废料，以及处理有毒金属的规定。

来源

• Wang, Y., Zhao, N., Song, H. 等，“Engineering a closed-loop electrochemical pathway for cadmium recovery and aqueous battery reutilization”，Science Advances，2026年10月28日在线发表，DOI 10.1126/sciadv.aek6073。日期和摘要已在Crossref上核实。
• 封面图片：James St. John，CC BY 2.0，来自 Wikimedia Commons

编辑：Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实：谁在写这些笔记。