当太阳下山并且风停止吹动时,这种“流动电池”可以为绿色家庭供电

当太阳下山并且风停止吹动时,这种“流动电池”可以为绿色家庭供电

新的液流电池原型旨在为电网存储大量可再生能源。

Eliza Grinnell / Harvard SEAS( )
当太阳下山并且风停止吹动时,这种“流动电池”可以为绿色家庭供电

随着太阳能和风能价格暴跌,寻找便宜的电池来存储所有这些电力供全天候使用。 现在,研究人员已经开始使用液流电池,正在开发的电池类型可以吸收足够多的风能和太阳能来为整个城市提供燃料。 他们报告发现了一种潜在的廉价有机分子,可以为流动电池供电多年而不是几天。

液流电池与手机中的典型锂离子电池具有相同的组件,但工作方式允许它们按比例放大以提供兆瓦。 它们具有成对的电极,将存储在化学品中的能量转换成电能,以及将电荷从一个电极传送到另一个电极的电解质。 但是,当传统电池将电极和电解质一起封装在电池中时,液流电池将它们分开。 能量存储在带电液体电解质的外部罐中,其可以是任何尺寸 - 这使得更容易存储大量可再生能源。 在使用期间,正电极和负电解质被泵送通过电极,电极提取电力,该过程在充电期间反转。

如今,液流电池可以比锂离子电池更安全,更便宜,更耐用地储存和排放大量电力。 但它们仍然依赖于含有钒金属颗粒的相对昂贵的电解质。 化学家一直在寻找称为醌的有机化合物作为替代品。 基于有机物的液流电池的成本可能是使用钒的成本的三分之一,但是在一个预计持续十年或更长时间的行业中,它们在反复充电循环后会磨损。

“有机液流电池的使用寿命是他们努力实现商业化的主要原因,”列克星敦肯塔基大学化学家苏珊·奥多姆说。

因此,哈佛大学材料科学家迈克尔阿齐兹及其同事开始着手改善醌的寿命。

他和他的同事们报告了一种名为DBEAQ的新醌的产生,他们在长期存在的圣经人物之后也将其称为Methuselah分子。 该团队为之前发现的醌添加了两个称为羧酸的臂,使其更易溶于碱性溶液。 他们可以将更多的DBEAQ放入电解质溶液中,使pH值更低,化学性更低。 研究人员本月在焦耳报道称,这种和其他化学变化使 。

以前基于醌的液流电池每天都会降低相似的量。 阿齐兹说,如果Methuselah醌可以像其他醌一样大规模生产 - 而且目前还不知道 - 它的性能已经足够好于商业可行性。

“他们在设计醌分子方面做得很好,”洛根犹他州立大学的化学家刘天标说,他也从事液流电池的研究工作。 然而,他指出,这种液流电池与其他电池一样,使用两种不同的电解质来运行。 并且第二电解质仍然存在仍需要解决的降解问题。 “这仍然是该领域需要克服的挑战,”他说。

如果该领域设法这样做,有机液流电池组可以激励世界转向可再生能源,使它们不仅能够在太阳和风力达到峰值时提供电力,而且无论何时需要它们。

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