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液態(tài)電池使用期限將大大加強

文章出處: 天元航材    責(zé)任編輯: 天元化工新材廠家    發(fā)布時間:2017-09-25 13:37:00    點擊數(shù):93    【
[導(dǎo)讀]: 現(xiàn)代的電池技術(shù)大多都著重于容量多于使用壽命—一般鋰電池在數(shù)年的重度使用后就會報廢,這樣的問題在小顆的手機電池上已經(jīng)是件壞事,但要是落到作為綠色能源的電力儲存媒介時,問題更是會隨著體...

液態(tài)電池使用期限將大大加強

       現(xiàn)代的電池技術(shù)大多都著重于容量多于使用壽命 — 一般鋰電池在數(shù)年的重度使用后就會報廢,這樣的問題在小顆的手機電池上已經(jīng)是件壞事,但要是落到作為綠色能源的電力儲存媒介時,問題更是會隨著體積以倍數(shù)放大。哈佛研究人員最近就建立了一款以液態(tài)溶液儲存電力的流動電池技術(shù),特點是擁有長達十年的使用壽命。

來自哈佛大學(xué)的John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的研究人員把電解質(zhì)、二茂鐵和紫精的分子結(jié)構(gòu)修改至穩(wěn)定、水溶性和抗降解的狀態(tài),當(dāng)它們?nèi)芙庵林行运飼r,溶液能發(fā)揮著在每 1,000 次放電循環(huán)才會出現(xiàn) 1% 耗損的表現(xiàn)。這發(fā)明能同時帶來環(huán)保和經(jīng)濟的優(yōu)勢,因為溶液并不具腐蝕性或毒性,所以電池將不會為環(huán)境帶來破壞,也不容易出現(xiàn)損耗,使用者將不需要承受高價位的電池成本和維修支出。


這種電池的電能儲存在溶解于中性 pH 溶液里的有機分子中。這種新型化學(xué)電池?zé)o毒、無腐蝕性,并且擁有相當(dāng)長的使用壽命,還能顯著降低電池的生產(chǎn)成本。

液體電池的能量存儲在外置罐里的液體溶液中,這種罐的容積越大,電池所能存儲的能量就越多。液體電池所利用的能源是可再生資源或間歇性能源(如風(fēng)能和太陽能)。但是目前的液體電池經(jīng)過多次充電/放電的循環(huán)后,存儲能量的能力就會大打折扣,必須要進行定期維護電池的電解質(zhì)以保證存儲容量的穩(wěn)定。

這個哈佛團隊改變了正電解質(zhì)溶液和負電解質(zhì)溶液中分子的結(jié)構(gòu),并將其溶解于水中,設(shè)計出了這種“每1000次循環(huán)僅損失存儲容量百分之一”的液體電池。

Aziz說:“鋰電池經(jīng)過1000次充電/放電的循環(huán)過程后都不會有該液體電池這樣出色的表現(xiàn)。”

      Gordon說:“我們能夠?qū)㈦娊赓|(zhì)溶解在中性水中,這是一種持久的電池,你可以把它放在你的地下室里,如果它的液體灑在地板上也不必擔(dān)心,因為它的介質(zhì)是無腐蝕性的,不會破壞混泥土結(jié)構(gòu),你甚至可以找來更便宜的材料來構(gòu)建電池的組件,例如水槽和泵。”

      降低電池的制作成本是很有必要的。能源部(DOE)設(shè)定了一個目標,即研發(fā)一種儲能電池使其消耗的費用要少于100美元/千瓦時,而這一目標也將使風(fēng)能和太陽能與傳統(tǒng)發(fā)電廠產(chǎn)生的能源一較高下。

Aziz說:“如果你能接近這個成本目標,你就能改變世界。如果把這種電池應(yīng)用在各個領(lǐng)域中,將為我們節(jié)省極大的成本。這項研究使我們距離實現(xiàn)這一目標又更近了一步。”

美國能源部電力處能源存儲研究主管Imre Gyuk說:“這項關(guān)于水溶性有機電解質(zhì)的研究對于未來電池的發(fā)展具有重要意義,指明了發(fā)展方向與方式,不僅有效提高了電池的循環(huán)壽命,還 大大降低了制作成本。我預(yù)計,高效又持久的液體電池將成為電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的標準。”

博士后研究員以及此論文的第一作者Eugene Beh指出,設(shè)計這種液體電池的關(guān)鍵是要弄清為什么以前電池中的分子在中性溶液中會迅速降解,首先要明確負電解質(zhì)中的紫羅堿分子是如何分解的。Beh 改變了其分子結(jié)構(gòu)使其更具復(fù)原力。

目前這技術(shù)沒有投入商用的時間表,但以其特性來說,對于家用可再生能源的普及是非常吸引的。因為這能讓可再生能源的儲存成本變得更具效率,也能有著高壽命的環(huán)保特性。

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