液流電池技術(shù)獲得新突破 儲(chǔ)存太陽(yáng)能將成現(xiàn)實(shí)

太陽(yáng)能和風(fēng)能是可再生能源的重要來(lái)源，但受到自然波動(dòng)的影響。當(dāng)出現(xiàn)暴風(fēng)雨天氣或天氣晴朗時(shí)，電力生產(chǎn)供大于求，而多云或無(wú)風(fēng)的天氣勢(shì)必造成電力短缺。為保持電力供應(yīng)持續(xù)性，維持電網(wǎng)穩(wěn)定性，儲(chǔ)能設(shè)備就變得至關(guān)重要。氧化還原液流電池技術(shù)被最為看好。然而，此技術(shù)仍然存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)：需要昂貴的材料和強(qiáng)酸。

德國(guó)耶拿大學(xué)(FSUJena)的化學(xué)家研究組在氧化還原液流電池技術(shù)上邁出了決定性的一步，新電池易于處理同時(shí)具有安全性和經(jīng)濟(jì)性：新電池使用有機(jī)聚合物和無(wú)害鹽水溶液。“此電池創(chuàng)新之處就在于其價(jià)格大幅降低，”MartinHager博士表示。

與常規(guī)的電池相比，氧化還原液流電池的電極不是由固體材料制成（例如，金屬或金屬鹽），而是以溶液的形式存在：電解質(zhì)溶液分別存儲(chǔ)在兩個(gè)罐內(nèi)，形成電池的正極和負(fù)極。通過(guò)借助泵，聚合物溶液轉(zhuǎn)移至電化學(xué)電池，聚合物被電化學(xué)還原或氧化，從而進(jìn)行電池充電或放電。為了防止電解質(zhì)溶液相互混合，電池通過(guò)一個(gè)膜將電解質(zhì)溶液隔離。MartinHager解釋道：“新電池的能源存儲(chǔ)量以及額定功率都可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。”另外，幾乎沒(méi)有任何自放電發(fā)生。

傳統(tǒng)的氧化還原液流系統(tǒng)大多使用溶解硫酸重金屬釩作為電解質(zhì)溶液。不僅極其昂貴，而且具有高度腐蝕性，因此需要使用特定的膜。另外，電池采用新型合成材料，再也無(wú)需使用強(qiáng)酸；聚合物都可在水溶液中“游泳”了。“新型電池使用簡(jiǎn)單、低成本的纖維素膜，避免使用有毒和昂貴的材料。”此項(xiàng)研究的第一作者TobiasJanoschka表示，“這種基于聚合物的氧化還原液流電池非常適合于大型風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)。”德國(guó)耶拿大學(xué)有機(jī)和高分子化學(xué)主席UlrichS.Schubert博士兼教授表示。

在耶拿大學(xué)的第一此測(cè)試中，氧化還原液流電池可承受高達(dá)10,000次充電周期，而且不喪失關(guān)鍵儲(chǔ)存量。研究中顯示系統(tǒng)的能量密度是十瓦小時(shí)每升。然而，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始著手更大更高效的系統(tǒng)。