MIT团队找到新型“半固态”液流电池材料:不仅低成本 还可灵活扩容

2021年12月01日 19:29 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

为了构建一套可负担得起的电网储能解决方案,液流电池装置也于近年再次引起了研究人员的普遍关注。而本文要为大家介绍的,就是来自麻省理工学院的一种独特电极。具体说来是,该校研究团队开发出了一种类似于软冰淇淋的新型电极材料,认为可将之集成到“半固态”电池中,从而以更廉价的方式来存储可再生能源。

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(来自:Thaneer Narayanan / MIT News

在可再生能源的储存方面,液流电池是一个相当吸引人的研究方向。与锂离子电池相比,它们具有灵活、可扩展、以及低成本等优点。

通常情况下,储能设施可以将液流储存在罐体中。然后通过特殊的转换膜,来实现电化学能的收集或释放。在需要扩容的时候,也可简单地通过提升储罐容积来解决。

更棒的是,液流电池可将能量储存数月之久,以填补太阳能、风能的峰谷缺口。而 MIT 研究团队的新方案,又将成本发挥到更加极致。

与依赖钒(Vanadium)等材料的传统氧化还原液流电池方案相比,MIT 研究团队通过大量的实验,为新设计选用了成本更加低廉的化学品。

最终他们找到一种类似冰淇淋(泥浆混合物)的电导体配方,不仅稠度与糖蜜近似、还具有相当理想的特性。

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研究配图(来自:Joule

具体说来是,MIT 研究团队选用了含有二氧化锰(MnO2)颗粒和炭黑的导电添加剂。当混合物从罐体泵入电化学转化膜时,炭黑就会与导电锌溶液发生反应、从而有效地将化学能转化为电能。

为了解运营成本方面的潜力,他们将基于新方案的半固态液流电池与其它储能系统放一起测试。由于使用了泥浆状的混合物来代替传统液流电池中的溶液,它确实需要消耗更多动力,才能顺利泵送到转化膜上。

然而就算有这项缺点,科学家们还是在新型半固态液流电池实验装置上获得了良好的成绩。以 8 / 24 / 72 小时的运行模式来推算,在持续超过 1 天的情况下,新设计都优于锂离子和钒氧化还原液流电池。

研究作者 Thaneer MalaiNarayanan 表示:“我们开展了全面且自上而下的分析、并考虑了各种权衡,以了解电池的成分到底对性能和成本有多大影响。结果证明,我们的系统较其它对照组都更便宜、且能够灵活扩大规模”。

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