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新型液流电池技术可能具有16年的储能潜力

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-28
 
阴极材料生产的电池可以提供电力,明显改善电网级存储。

当电动汽车(EV)越来越受消费者的欢迎,电动汽车仍旧受到电池寿命以及单次电池充电的行驶里程的限制,使汽车继续选择使用化石燃料是消费者选择。

一旦研究人员研发出可以使电动汽车的电池,可以使电动汽车行驶长距离或长时间,不需要每隔几小时甚至每天都需充电的时候,选择化石燃料汽车的情况或可以得到改变。

阿克伦大学(University of Akron,UA)的一支研究团队发现了一种解决方案,在实验室中演示了一种新型流动电池,或可储存超过16年来循环装置能量。

由阿克伦大学聚合物科学和聚合物工程学院教授Yu Zhu领导的研究团队研发了最稳定的阴极(正极)电解液,称为水性有机氧化还原液流电池(AORFB),被视为在安全、可靠的大规模储存能量装置。

Zhu教授在新闻发言中说:“高性能氧化还原液流电池(RFB)开发将丰富电能存储系统的种类,补充间接性可再生能源的不足,因此提升车辆等电力设施的可适用性。”

克服物质障碍

高性能氧化还原液流电池已经为可再生能源(如太阳能、风能)开发出电网规模的存储。然而,这些电池的重复使用需要很高的成本,电解液材料对环境也有危害,这对于迅速开发与使用存在巨大的挑战。

水性有机氧化还原液流电池使用可溶于水的有机材料作为氧化还原液流电池的电解液,这种材料可以从可再生资源获得,并以非常低的成本制造。然而,到目前为止,科学家缺乏一种稳定的可溶于水的有机电解液材料,特别是正极(阴极)电解液。

Zhu教授说:“为了显著提高水性有机氧化还原液流电池的性能,开发新型阴极电解液是至关重要的。”

为了解决这个问题,Zhu教授与他的团队用一种最先进的阴极电解液,来验证这种电解液可以提高其在水中的溶解度或能量密度。

研究人员利用其亲水性功能提升分子溶解性,从而改变了分子的对称性。研究人员称阴极电解液的溶解度有显著提高。

前所未有的能量储存

研究人员利用这种阴极电解液演示了电池在超过6000次循环仍可以保持90%以上的能量容量,以每天一次循环的速度,可以连续使用超过16年。

研究人员在《Nature Energy》发表了工作论文,还提交了该技术的专利申请。

Zhu教授说,我们团队计划使用新设计理念开发新材料,未来进一步促进水性有机氧化还原液流电池的研发,制造出更多可持续发展的、长期的大规模能源资源。

 

中国化学与物理电源行业协会 杨柳翻译

2021.10.21

 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有530多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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