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新技术|美国研发出新型液流电池

日期:2017-02-15    来源:新华社  作者:胡丹丹

能源资讯中心

2017
02/15
15:31
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关键词: 液流电池 电解液 存储电能

美国科研人员日前在《美国化学学会˙能源通讯》杂志上报告说,他们研发出一种新型液流电池,可通过溶解在中性ph值水中的有机分子来存储电能。这项成果使无毒、无腐蚀性且使用寿命超长的电池成为可能,并有望大幅降低生产费用。

液流电池的蓄电系统一般包含正负极两个储液罐,内装两种不同的电解液。这之间的连接部分是发电区,用一个隔膜隔开。两种电解液间隔着薄膜产生离子交换来实现电能的储存与释放。储液罐越大,存储的电能越多。

液流电池可以为风能、太阳能等发电不连续且输出不稳定的可再生能源的存储提供解决办法,但现有的液流电池在多次充放电循环后存储能力会下降,需要定期维护电解液。

哈佛大学的研究人员通过分别调整正负极电解液的分子结构,使它们可溶于水,从而研发出一种每充放电1000次只损失1%存储能力的电池,而锂离子电池一般在1000次充放电后就不能使用了。

中性ph值还能大幅降低将电池正负两极分开的隔膜的制造成本。因为目前大部分液流电池的隔膜采用昂贵的聚合物以耐受电池内腐蚀性物质,其费用占到整个电池设备成本的三分之一。而这种新液流电池中的隔膜两侧实际上都只是盐水,因此它的材质可采用廉价的碳氢化合物,从而大大降低成本。

由于电解质能在中性ph值的水中溶解且无毒、无腐蚀性,人们可以用比较便宜的材料来制造储液罐和泵等电池部件。

降低成本对电力存储至关重要。美国能源部日前设立了一项目标,旨在开发出能将每千瓦/小时电量的存储成本降低到100美金以下的电池。如果该目标达成,那么它存储的风能、太阳能等新能源将足以与传统电力媲美。因此也可以说储能技术是开启新能源时代的钥匙。

美能源部电力办公室能源存储研究主管伊姆雷˙久克认为,这项研究非常重要,它有望能为未来的电池指明方向,大幅提高电池寿命和降低成本,这种高效耐用的液流电池有望成为电网基础设施的一个标准构件。

在哈佛大学技术开发办公室的协助下,研究人员目前正与几家公司合作,准备将这项技术转化到工业应用。哈佛大学已提交报告,对这项液流电池的改进技术申请专利。

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