斯坦福研究人员为储能优化制造液态金属流动电池

2018-07-25 09:22  浏览:  

世界各地的研究机构继续寻求开发更好的电池。目标是开发能够储存更多能源并降低成本的电池。但这不是全部。为了在商业上取得成功,它们必须具有较长的使用寿命并且对环境无害。斯坦福大学的科学家认为,他们接近电池突破,可以实现所有这些目标,并大大推动可再生能源为电网供电的目标。

流动电池液流电池被认为是电网规模储能的主要候选者。在液流电池中,两种液体 - 一种具有正电荷而另一种具有负电荷 - 被膜隔开,该膜允许电子在两种流体之间通过同时保持它们物理分离。流动电池的尺寸往往比同类锂离子电池大,这使得它们在车辆中使用时存在问题,但是对于设计用于为电网存储电力的电池而言,空间考虑不太重要。

直到现在,液流电池还有一些局限性,使它们无法实现商业可行性。它们具有低能量密度,需要高达400℉的温度才能运行,和/或使用对环境有害且需要花费很多钱的有毒物质。但是,由材料科学与工程助理教授William Chueh领导的斯坦福大学的一个团队表示,他们已经解决了三分之一的流动电池难题。

该团队开发了一种由钠和钾制成的液态金属溶液 - 两者均无毒,丰富且价格低廉 - 可作为液流电池的阳极。最好的部分是,液态金属溶液在室温下有效。据“ 科学日报”报道,从理论上讲,这种液态金属的每克可用能量至少是流动电池中带负电液体的其他候选者的10倍。在实验室中,新的阳极材料能够存储两倍于目前可用的任何其他液流电池的能量。到目前为止,新电池的使用寿命已达数千小时。

“我们还有很多工作要做,”博士Antonia Baclig说。作为研究团队成员的候选人,“但这是一种新型的液流电池,可以使用地球丰富的材料,可以经济地提高太阳能和风能的使用率。”研究报告于7月18日由Joule杂志发表。。

由易于获得的无毒成分制成的低成本阳极解决了流动电池问题的三分之一。但是其他两个难题,即膜和阴极呢?该团队也取得了一些成功。它创造了一种由氧化铝和钾制成的陶瓷膜,可以保持正负液体分离,同时允许电子在它们之间流动。起初,新的陶瓷膜只能在高温下完成任务,但通过使膜更薄,研究人员能够使其在室温下工作。

这留下了第三块拼图 - 阴极。那部分仍未解决。该团队发现水基液体会迅速降解膜。他们认为非水基液体会改善电池的性能,目前正在调查这些选择。“新电池技术有许多不同的性能指标可以满足 - 成本,效率,尺寸,寿命,安全性等,”Antonio Baclig说。“我们认为这种技术有可能通过更多的工作来满足所有这些,这就是我们为此感到兴奋的原因。”

正如Endgadget指出的那样,更强大,更便宜的蓄电池对于推动可再生能源革命的发展至关重要。我们都可以上下跳动,挥动横幅宣称地球需要可再生能源才能生存,但人们就是这样,只有在财政有利时才采取行动。较低的成本将迫使政府和企业放弃化石燃料,转向可再生能源。

我们CleanTechnica的所有人都知道电池存储最初是昂贵的,但从长远来看可能是经济的,因为它为公用事业公司节省了建造新的传统发电厂的费用。不仅如此,一旦安装了可再生能源的基础设施,还有 零 来产生能量的燃料成本。然而,化石燃料倡导者继续坚持他们的方式更便宜。能量储存成本下降越多,化石燃料人群的谎言就越多。

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