内容摘要:新型节能电池或更能储存电量哈佛大学保尔森工程与应用科学学院(SEAS)麦克·J.阿齐兹等在2015年 9月版的《科学》杂志上发表有关节能电池的最新研究论文。该研究展示了一种碱性醌液流电池,这种新型节能电池能够更有效地从太阳能或风能等间断能源中储存电力,并以安全便宜的方式向居民和企业提供电力。这种湿电池的能量储存在类似于燃料箱的外部水箱中,电量负荷由水箱大小决定,而电解液由电气化学转换硬件进行传送以设定最高电量负荷,水箱和电气化学转换硬件都可以独立设定大小。由于储存电量能通过扩大水箱的体积进行任意调节,这种新电池就能比传统的电池系统储存更多的电量。
关键词:储存;电量;亚铁;水箱;太阳能;应用科学;离子;节能电池;混合物;哈佛大学保尔森工程
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哈佛大学保尔森工程与应用科学学院(SEAS)麦克·J.阿齐兹等在2015年9月版的《科学》杂志上发表有关节能电池的最新研究论文。该研究展示了一种碱性醌液流电池,这种新型节能电池能够更有效地从太阳能或风能等间断能源中储存电力,并以安全便宜的方式向居民和企业提供电力。
在这种新电池中,电子是从由碳、氧、氮、氢、铁和钾等地球广泛存在的低廉价格元素在水中溶解而成的混合物中捕捉和释放的,这种混合物无毒、不可燃、广泛可得,因而比其他电池系统更为安全和便宜。
这种湿电池采用有机分子(基于碳元素)醌替代金属离子,大幅降低了成本。醌是大自然中含量非常高且自然产生的化学物质,是光合作用和细胞呼吸等生物过程的重要部分。为了实现操作安全与性能稳定,这种湿电池采用无毒且无腐蚀性的氰亚铁酸离子代替了溴。由于氰与亚铁离子结合紧密,避免了与铁离子结合造成的毒性,因而是安全的。由于氰亚铁酸易溶于碱,课题组就将氰亚铁酸与醌混合物一起放入碱溶液中,组成一种新型的湿电池组。
这种湿电池的能量储存在类似于燃料箱的外部水箱中,电量负荷由水箱大小决定,而电解液由电气化学转换硬件进行传送以设定最高电量负荷,水箱和电气化学转换硬件都可以独立设定大小。由于储存电量能通过扩大水箱的体积进行任意调节,这种新电池就能比传统的电池系统储存更多的电量。
对于电力储存的需求不仅由规制因素推动,也受到经济因素的驱动。在世界上许多地方以及美国的一些州,太阳能发电组发出的电能若不能马上用掉或储存,就会全部浪费。在美国许多州,根据 “净电量计量”规制方案,消费者有权将屋顶太阳能板发的电以较高的消费者电价向电力公司进行出售。因此,消费者就没有动力去安装电池储存电力。但是,一些能源学者如哈佛大学能源学院威廉·W.霍根认为,这种电能浪费是不经济和不可持续的。霍根预测,随着更多的家庭安装了太阳能板,电力公司将不再允许消费者用自己发的电来抵扣电费,那时将会使得家庭有激励投资购买电池蓄电。一些公司已经开始布局进入这一潜在市场,而湿电池方案显然比锂电池在成本和使用时长上更具有优势。(牧谦/编译)







