液流电池技术新突破:储存太阳能将成现实

导语

德国耶拿大学(FSU Jena)的化学家研究组在氧化还原液流电池技术上迈出了决定性的一步,新电池易于处理同时具有安全性和经济性:新电池使用有机聚合物和无害盐水溶液。

太阳能和风能是可再生能源的重要来源,但受到自然波动的影响。当出现暴风雨天气或天气晴朗时,电力生产供大于求,而多云或无风的天气势必造成电力短缺。为保持电力供应持续性,维持电网稳定性,储能设备就变得至关重要。氧化还原液流电池技术被最为看好。然而,此技术仍然存在一个很大的缺点:需要昂贵的材料和强酸。

液流电池技术新突破:储存太阳能将成现实

德国耶拿大学(FSU Jena)的化学家研究组在氧化还原液流电池技术上迈出了决定性的一步,新电池易于处理同时具有安全性和经济性:新电池使用有机聚合物和无害盐水溶液。“此电池创新之处就在于其价格大幅降低,”Martin Hager博士表示。

与常规的电池相比,氧化还原液流电池的电极不是由固体材料制成(例如,金属或金属盐),而是以溶液的形式存在:电解质溶液分别存储在两个罐内,形成电池的正极和负极。通过借助泵,聚合物溶液转移至电化学电池,聚合物被电化学还原或氧化,从而进行电池充电或放电。为了防止电解质溶液相互混合,电池通过一个膜将电解质溶液隔离。Martin Hager解释道:“新电池的能源存储量以及额定功率都可进行单独调整。”另外,几乎没有任何自放电发生。

传统的氧化还原液流系统大多使用溶解硫酸重金属钒作为电解质溶液。不仅极其昂贵,而且具有高度腐蚀性,因此需要使用特定的膜。另外,电池采用新型合成材料,再也无需使用强酸;聚合物都可在水溶液中“游泳”了。“新型电池使用简单、低成本的纤维素膜,避免使用有毒和昂贵的材料。”此项研究的第一作者Tobias Janoschka表示,“这种基于聚合物的氧化还原液流电池非常适合于大型风电场和光伏电站的储能系统。”德国耶拿大学有机和高分子化学主席Ulrich S. Schubert博士兼教授表示。

在耶拿大学的第一此测试中,氧化还原液流电池可承受高达10,000次充电周期,而且不丧失关键储存量。研究中显示系统的能量密度是十瓦小时每升。然而,科学家们已经开始着手更大更高效的系统。

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