為了構(gòu)建負(fù)擔(dān)得起的電網(wǎng)儲能解決方案,液流電池裝置近年來再次引起了研究人員的廣泛關(guān)注。本文要向您介紹的是來自MIT 的獨(dú)特電極。具體來說,該校的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種類似于軟冰淇淋的新型電極材料,他們認(rèn)為可以將其集成到“半固體”電池中,以更便宜地存儲可再生能源。
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(來源:Thaneer Narayanan/麻省理工學(xué)院新聞)
在可再生能源存儲方面,液流電池是一個非常有吸引力的研究方向。與鋰離子電池相比,它們靈活、可擴(kuò)展且成本低廉。
通常,能量存儲設(shè)施將液體流存儲在罐中。然后通過特殊的轉(zhuǎn)換膜,收集或釋放電化學(xué)能量。當(dāng)需要擴(kuò)容時,也可以簡單地通過增加水箱容積來解決。
更好的是,液流電池可以儲存數(shù)月的能量,以填補(bǔ)太陽能和風(fēng)能的峰谷缺口。麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)的新解決方案將成本發(fā)揮到了一個更大的極限。
與依賴釩(Vanadium)等材料的傳統(tǒng)氧化還原液流電池解決方案相比,麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)為新設(shè)計(jì)選擇了更便宜的化學(xué)品。
最終他們找到了一種類似于冰淇淋(漿狀混合物)的電導(dǎo)體配方,不僅具有類似于糖蜜的稠度,而且具有相當(dāng)理想的性能。
研究插圖(來自:Joule)
具體來說,麻省理工學(xué)院的研究小組選擇了一種含有二氧化錳(MnO2)顆粒和炭黑的導(dǎo)電添加劑。當(dāng)混合物從罐中泵入電化學(xué)轉(zhuǎn)換膜時,炭黑與導(dǎo)電鋅溶液發(fā)生反應(yīng),有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
為了了解運(yùn)營成本方面的潛力,他們將與其他儲能系統(tǒng)一起測試基于新解決方案的半固態(tài)液流電池。由于使用漿狀混合物代替?zhèn)鹘y(tǒng)液流電池中的溶液,因此確實(shí)需要更多的功率才能順利地泵送到轉(zhuǎn)化膜。
不過,即使有這個缺點(diǎn),科學(xué)家們在新型半固態(tài)液流電池實(shí)驗(yàn)裝置中還是取得了不錯的成果。推斷8/24/72 小時運(yùn)行模式,新設(shè)計(jì)的性能優(yōu)于鋰離子和釩氧化還原液流電池超過1 天。
研究作者Thaneer MalaiNarayanan 表示:“我們進(jìn)行了全面、自上而下的分析,并考慮了各種權(quán)衡,以了解電池成分對性能和成本的影響程度?!?“結(jié)果表明,我們的系統(tǒng)優(yōu)于其他對照組。所有系統(tǒng)都更便宜并且可以靈活擴(kuò)展。”