MIT團隊找到新型“半固態”液流電池材料:不僅低成本 還可靈活擴容

為了構建一套可負擔得起的電網儲能解決方案,液流電池裝置也於近年再次引起了研究人員的普遍關注。而本文要為大家介紹的,就是來自麻省理工學院的一種獨特電極。具體說來是,該校研究團隊開發出了一種類似於軟冰淇淋的新型電極材料,認為可將之集成到“半固態”電池中,從而以更廉價的方式來存儲可再生能源。

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(來自:Thaneer Narayanan / MIT News)

在可再生能源的儲存方面,液流電池是一個相當吸引人的研究方向。與鋰離子電池相比,它們具有靈活、可擴展、以及低成本等優點。

通常情況下,儲能設施可以將液流儲存在罐體中。然後通過特殊的轉換膜,來實現電化學能的收集或釋放。在需要擴容的時候,也可簡單地通過提升儲罐容積來解決。

更棒的是,液流電池可將能量儲存數月之久,以填補太陽能、風能的峰谷缺口。而 MIT 研究團隊的新方案,又將成本發揮到更加極致。

與依賴釩(Vanadium)等材料的傳統氧化還原液流電池方案相比,MIT 研究團隊通過大量的實驗,為新設計選用了成本更加低廉的化學品。

最終他們找到一種類似冰淇淋(泥漿混合物)的電導體配方,不僅稠度與糖蜜近似、還具有相當理想的特性。

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研究配圖(來自:Joule)

具體說來是,MIT 研究團隊選用了含有二氧化錳(MnO2)顆粒和炭黑的導電添加劑。當混合物從罐體泵入電化學轉化膜時,炭黑就會與導電鋅溶液發生反應、從而有效地將化學能轉化為電能。

為了解運營成本方面的潛力,他們將基於新方案的半固態液流電池與其它儲能系統放一起測試。由於使用了泥漿狀的混合物來代替傳統液流電池中的溶液,它確實需要消耗更多動力,才能順利泵送到轉化膜上。

然而就算有這項缺點,科學家們還是在新型半固態液流電池實驗裝置上獲得了良好的成績。以 8 / 24 / 72 小時的運行模式來推算,在持續超過 1 天的情況下,新設計都優於鋰離子和釩氧化還原液流電池。

研究作者 Thaneer MalaiNarayanan 表示:“我們開展了全面且自上而下的分析、並考慮了各種權衡,以了解電池的成分到底對性能和成本有多大影響。結果證明,我們的系統較其它對照組都更便宜、且能夠靈活擴大規模”。