室温条件下以低成本储存风能和太阳能,新型电池可做到

7月18日,美国斯坦福大学的研究人员在《焦耳》杂志上发表研究成果称,他们开发的一种新型材料组合可能有助于开发一种可充电电池,这种电池能够储存大量可再生能源,包括风能和太阳能。随着进一步的发展,新技术可以在正常的环境温度下,快速、有效地向电网输送能量。

该技术——“流式电池”的一种,被认为是储存间歇性可再生能源的技术。然而,直到现在,能够产生电流的液体要么受限于传送能量的数量,要么需要极高的温度,要么需要使用有毒或昂贵的化学物质。

斯坦福大学材料科学与工程助理教授,Alphabet旗下研究子公司X Development的技术员William Chueh,以及他的博士生Antonio Baclig和Jason Rugolo,尝试将钠和钾在室温下混合形成液态金属,作为电池的电子供体或负极液体。理论上,这种液态金属每克的可用能量至少是其他流动电池负极流体的10倍。“我们仍有很多工作要做。”Baclig说,“但这种新型的流动电池,可以更大程度地利用太阳能和风能。”

为了利用电池的液态金属负极,研究小组找到了一种合适的由钾和氧化铝制成的陶瓷膜,在允许电流流动的同时,保持负极和正极材料的分离。这两项技术的进步使传统流式电池的最大电压增加了一倍多,而且样机在数千小时的运行中仍然保持稳定。这种高电压意味着电池可以储存更多的能量,这也降低了生产电池的成本。

Baclig说:“一种新的电池技术有很多不同的性能指标:成本、效率、尺寸、寿命、安全等等。我们认为,这种技术有可能,需要更多的工作来满足所有人的需求,这就是为什么我们对此感到兴奋。”

研究小组还发现,陶瓷膜非常有选择性地阻止钠向电池的正极迁移——要使电池膜成功应用,这一点至关重要。然而,这种薄膜在温度高于200摄氏度(392华氏度)时最有效。为了追求室温电池,研究小组尝试了一种更薄的薄膜。这提高了设备的功率输出,表明改进薄膜的设计很有前景。

他们还试验了四种不同的液体作为电池的正极。这种以水为基础的液体能迅速降解电池膜,但他们认为以非水为基础时就将提高电池的性能。

编译:Coke

责编:南熙