麻省理工學(xué)院（MIT）材料加工中心與莫斯科國(guó)立大學(xué)共同成立了Skoltech電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存中心（CEES），參與合作項(xiàng)目的研究人員正致力于開發(fā)擁有更高儲(chǔ)能容量的電池。電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存中心得到了Skolkovo理工學(xué)院的扶持，屬于一個(gè)綜合性機(jī)構(gòu)，既可以用于理論研究，也可以用來教學(xué)，還能夠開展創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)。電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存中心有著三項(xiàng)重要的研究課題：先進(jìn)的鋰離子和多價(jià)離子電池組研發(fā)，可再充電的金屬空氣電池組研發(fā)，以及可逆的低溫和高溫燃料動(dòng)力電池研發(fā)。

先進(jìn)鋰離子和多價(jià)離子電池研發(fā)的關(guān)重視點(diǎn)包括：頂端電極材料（例如磷酸鋰鐵、硼酸鋰鐵、氟磷酸鋰鐵、釩酸鋰，它們都為高壓或者高容量材料），高級(jí)的電解液和溶液-電極界面材料，多價(jià)離子電池，新穎的多微孔分離器，以及專門為氧化還原體系設(shè)計(jì)的全新質(zhì)子導(dǎo)電復(fù)合膜。課題研究團(tuán)隊(duì)日前在《先進(jìn)儲(chǔ)能材料》雜志上發(fā)表了一篇論文，描述了在電容器中把鋁離子作為能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)的機(jī)理。相比于鋰，鋁資源更加豐富，而且原材料成本較低。

鋁離子研究的初衷，是為了尋找到比鋰離子擁有更高電荷密度的材料。相比于每個(gè)鋰離子只能傳遞一個(gè)電荷，鋁離子能夠傳遞三個(gè)電荷，因此更具優(yōu)勢(shì)。從而使得鋁離子電池組充電儲(chǔ)能容量更大、比重密度更高，換句話說同樣的尺寸或重量前提下，鋁離子電池組有著更高的儲(chǔ)能密度或儲(chǔ)能總量。還有一些工作圍繞鈉開展，因?yàn)殁c在地球上非常豐富，可以作為鋰的一種不錯(cuò)替代品；雖然鈉有助于降低成本，但是每個(gè)鈉離子也僅僅傳遞一個(gè)電荷。

可再充電金屬空氣電池組的關(guān)鍵是檢測(cè)鋰是否可以以氧化物的形式（過氧化鋰）儲(chǔ)存，而過氧化鋰具有大幅提高能量?jī)?chǔ)存密度的潛力，并且在發(fā)揮用途時(shí)是可逆的。相關(guān)研究重要涉及：納米結(jié)構(gòu)的氧化催化劑與電極的合成，電化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)性的原位研究，新穎的電極設(shè)計(jì)，溶劑對(duì)氧化還原反應(yīng)電位勢(shì)的影響，過氧化鋰和氧化鈉的成核上升現(xiàn)象，溶劑-電極界面的原位投射電子顯微分析，以及氧化物的原位X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)光譜研究。

可逆燃料動(dòng)力電池研究目前有三個(gè)關(guān)注要點(diǎn)：中間溫度固體氧化物燃料動(dòng)力電池，聚合物電解質(zhì)燃料動(dòng)力電池，以及可逆燃料/電解電池。從中短時(shí)間潛力來看，相比于傳統(tǒng)化石燃料，高溫固體氧化物燃料動(dòng)力電池和固體氧化物電解電池能夠把能量效率提高一倍，同時(shí)大幅度降低溫室氣體的排放；長(zhǎng)遠(yuǎn)角度而言，有助于太陽能、風(fēng)能等可再生能源的推廣。固體氧化物燃料動(dòng)力電池的重要目標(biāo)是，優(yōu)化化學(xué)能和電能之間的轉(zhuǎn)化效率，通過降低工作溫度來提高元件使用壽命，另外盡可能的降低生產(chǎn)成本。

開發(fā)更潔凈的替代燃料，最小化碳?xì)浠衔锏氖褂昧?，以最少的二氧化碳排放為代價(jià)，最優(yōu)化燃料效能是未來所必需的。高溫系統(tǒng)擁有很多優(yōu)勢(shì)，特別是在二氧化碳分解方面，并且可以幫助降低材料成本和提高整體效能。因?yàn)樘柲芎惋L(fēng)能屬于間歇性資源，只有在太陽升起或者刮風(fēng)的時(shí)候才能出現(xiàn)電能，所以收集和儲(chǔ)存能量以備后用的方法是非常重要的。燃料動(dòng)力電池與化學(xué)電解用途結(jié)合在一起，就可以實(shí)現(xiàn)這樣的用途。其中一種方法是從水中生成氫氣，再把氫氣存儲(chǔ)起來，形成能量到可燃?xì)怏w的轉(zhuǎn)變。