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液态电池使用期限将大大加强

文章出处: 天元航材    责任编辑: 天元化工新材厂家    发布时间:2017-09-25 13:37:00    点击数:93    【
[导读]: 现代的电池技术大多都着重于容量多于使用寿命—一般锂电池在数年的重度使用后就会报废,这样的问题在小颗的手机电池上已经是件坏事,但要是落到作为绿色能源的电力储存媒介时,问题更是会随着体...

液态电池使用期限将大大加强

       现代的电池技术大多都着重于容量多于使用寿命 — 一般锂电池在数年的重度使用后就会报废,这样的问题在小颗的手机电池上已经是件坏事,但要是落到作为绿色能源的电力储存媒介时,问题更是会随着体积以倍数放大。哈佛研究人员最近就建立了一款以液态溶液储存电力的流动电池技术,特点是拥有长达十年的使用寿命。

来自哈佛大学的John A. Paulson工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员把电解质、二茂铁和紫精的分子结构修改至稳定、水溶性和抗降解的状态,当它们溶解至中性水里时,溶液能发挥着在每 1,000 次放电循环才会出现 1% 耗损的表现。这发明能同时带来环保和经济的优势,因为溶液并不具腐蚀性或毒性,所以电池将不会为环境带来破坏,也不容易出现损耗,使用者将不需要承受高价位的电池成本和维修支出。


这种电池的电能储存在溶解于中性 pH 溶液里的有机分子中。这种新型化学电池无毒、无腐蚀性,并且拥有相当长的使用寿命,还能显著降低电池的生产成本。

液体电池的能量存储在外置罐里的液体溶液中,这种罐的容积越大,电池所能存储的能量就越多。液体电池所利用的能源是可再生资源或间歇性能源(如风能和太阳能)。但是目前的液体电池经过多次充电/放电的循环后,存储能量的能力就会大打折扣,必须要进行定期维护电池的电解质以保证存储容量的稳定。

这个哈佛团队改变了正电解质溶液和负电解质溶液中分子的结构,并将其溶解于水中,设计出了这种“每1000次循环仅损失存储容量百分之一”的液体电池。

Aziz说:“锂电池经过1000次充电/放电的循环过程后都不会有该液体电池这样出色的表现。”

      Gordon说:“我们能够将电解质溶解在中性水中,这是一种持久的电池,你可以把它放在你的地下室里,如果它的液体洒在地板上也不必担心,因为它的介质是无腐蚀性的,不会破坏混泥土结构,你甚至可以找来更便宜的材料来构建电池的组件,例如水槽和泵。”

      降低电池的制作成本是很有必要的。能源部(DOE)设定了一个目标,即研发一种储能电池使其消耗的费用要少于100美元/千瓦时,而这一目标也将使风能和太阳能与传统发电厂产生的能源一较高下。

Aziz说:“如果你能接近这个成本目标,你就能改变世界。如果把这种电池应用在各个领域中,将为我们节省极大的成本。这项研究使我们距离实现这一目标又更近了一步。”

美国能源部电力处能源存储研究主管Imre Gyuk说:“这项关于水溶性有机电解质的研究对于未来电池的发展具有重要意义,指明了发展方向与方式,不仅有效提高了电池的循环寿命,还 大大降低了制作成本。我预计,高效又持久的液体电池将成为电网基础设施的标准。”

博士后研究员以及此论文的第一作者Eugene Beh指出,设计这种液体电池的关键是要弄清为什么以前电池中的分子在中性溶液中会迅速降解,首先要明确负电解质中的紫罗碱分子是如何分解的。Beh 改变了其分子结构使其更具复原力。

目前这技术没有投入商用的时间表,但以其特性来说,对于家用可再生能源的普及是非常吸引的。因为这能让可再生能源的储存成本变得更具效率,也能有着高寿命的环保特性。

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