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​​​​​​​新型“半固态”液流电池材料将助力电力储能技术的发展

时间:2021-12-01 20:22:32 作者:综合报道 阅读:
对于电网来说,电力储能是解决低峰剩余电能储存,高峰电能释放的唯一方式,而电能储存的效率和技术目前依然存在着损耗过大和成本过高的短板。不过,MIT一团队研究开发出了一种新型“半固态”液流电池材料,可以低成本解决储能问题,并且能够灵活扩容。
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对于电网来说,电力储能是解决低峰剩余电能储存,高峰电能释放的唯一方式,而电能储存的效率和技术目前依然存在着损耗过大和成本过高的短板。不过,MIT一团队研究开发出了一种新型“半固态”液流电池材料,可以低成本解决储能问题,并且能够灵活扩容。

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。麻省理工学院一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。

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。

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”。

责编:EditorDan

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