液流電池容量和壽命大大提升!只需加入這種添加劑……
原創(chuàng)
2023-07-11 15:41 星期二
財(cái)聯(lián)社 黃君芝
①為能更好地適配電網(wǎng)應(yīng)用,科學(xué)家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命;
②PNNL找到了一種常見(jiàn)的食品和藥品添加劑;
③在持續(xù)充放電的情況下,其儲(chǔ)存和釋放能量的能力可以保持一年多。

財(cái)聯(lián)社7月11日訊(編輯 黃君芝)一直以來(lái),清潔能源都是解決氣候變化的主要方案。然而,太陽(yáng)能和風(fēng)能的供電并不穩(wěn)定。鋰離子電池雖然可以儲(chǔ)存能量,但關(guān)鍵金屬的資源有限。而液流電池也是其中一種解決方案。

為能更好地適配電網(wǎng)應(yīng)用,科學(xué)家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命。終于,來(lái)自美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的一個(gè)研究小組最近在這方面取得了突破。他們將最新研究成果發(fā)表在了《焦耳》(Joule)雜志上。

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在最新實(shí)驗(yàn)中,該研究小組發(fā)現(xiàn),一種常見(jiàn)的食品和藥品添加劑——β-環(huán)糊精的溶解單糖(淀粉的衍生物),可以提高下一代液流電池的容量和壽命。在持續(xù)充放電的情況下,其儲(chǔ)存和釋放能量的能力可以保持一年多。

所謂的液流電池和手機(jī)里的鋰電池一樣,都包括將電解質(zhì)中存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)換成電能的正負(fù)電極,以及將電荷從一個(gè)電極傳送到另一個(gè)電極的電解質(zhì)三大組成。不過(guò),傳統(tǒng)電池將正負(fù)電極和電解質(zhì)一起封裝,液流電池則將正負(fù)電極分開(kāi),電解液各自循環(huán)。

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這項(xiàng)研究成果將使此前PNNL獲得專利的液流電池性能“更上一層樓”。此前,研究人員展示了另一種常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì),稱為芴酮,是一種有效的液流電池成分。但最初的突破需要改進(jìn),因?yàn)榕c商業(yè)化的液流電池技術(shù)相比,這個(gè)過(guò)程太慢。

“我們一直在尋找一種簡(jiǎn)單的方法,在我們的水基電解質(zhì)中溶解更多的芴醇,”研究人員說(shuō),“β-環(huán)糊精適度地幫助了這一點(diǎn),但它真正的好處是這種驚人的催化能力?!?/p>

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研究人員進(jìn)一步解釋稱,糖添加劑接受帶正電的質(zhì)子,這有助于平衡電池放電時(shí)負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)。細(xì)節(jié)有點(diǎn)復(fù)雜,但這就像糖讓鍋?zhàn)兲?,讓其他化學(xué)物質(zhì)完成它們的“化學(xué)舞蹈”。

最后,研究小組還在通過(guò)實(shí)驗(yàn)其他類似于β-環(huán)糊精但更小的化合物來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)該系統(tǒng)。他們說(shuō),和蜂蜜一樣,β-環(huán)糊精的加入也會(huì)使液體變稠,這對(duì)于流動(dòng)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)不是很理想。盡管如此,研究人員仍然認(rèn)為,它的好處大于缺點(diǎn)。

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