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美国科学家开发了一种新型太阳能系统: 整合太阳能电池与储能电池

2016-10-27 142浏览 标签: 美国太阳能电池

前言

太阳能发电在发电领域占据着举足轻重的地位,但是其缺点是无法在夜晚工作;锂离子电池已经广泛应用于生活中,从混合动力汽车到笔记本电脑,其身影无处不在,但是在电网级储能中,锂离子电池略显昂贵。

研究内容

2016922日讯,来自威斯康星大学麦迪逊分校Song Jin教授的研究团队通过整合了太阳能电池与大容量电池解决了上述问题。该研究团队开发了一种单一设备,取消了发电的中间步骤,将能量直接转移到电池电解质中。

研究团队选择了可将能量存储于液态电解质槽中的氧化还原液流电池,论证了采用单一设备将太阳能转换为化学能并直接给液态电解质充电。

在夜间给电网供电也并非难事,仅需将负载与不同的电极相连,通过该装置传递带电电解质,电流就会流出。利用太阳能充电,利用该设备放电可循环许多次并且效率损失很小。不同于锂离子电池利用固体电极储能,氧化还原液流电池利用液体电解质存储化学能。氧化还原液流电池成本相对较低并且可以根据需求设计容量,使得氧化还原液流电池在电网级储能极具应用前景。

 

 

这种新设备将标准的硅太阳能电池安装在反应室上,通过太阳能电池将能量转换并存储于水基电解质。氧化还原液流电池已经存在于市场上,该研究团队开发的设备捕获阳光,释放电荷,直接改变电池表面电解质的氧化还原状态。使用单一设备,转换太阳能并为电池充电,其本质上是一个太阳能电池,可通过扩大氧化还原液流电池储能槽来存储所有由太阳能电池产生的能量。统一设计具有诸多优势,太阳能电池直接给电解质充电,这使得工艺更为简单,成本更为低廉并且具有潜在的高效性。

太阳能充电电池的概念已经得到证实,研究人员已经进行了改进,其中之一是将太阳能电池电压与电解质化学过程相匹配,当能量被转换和存储时将损失最小化。目前的研究中所使用的水性电解质含有机分子,但没有昂贵的稀有金属,而稀有金属往往会提高电池成本,与此同时,研究团队也在寻找具有更大电压差的电解质。

包含产生电力和存储电力的系统,往往会从成本、效率和储能密度等方面进行考究,而该系统不仅仅是关于太阳能光电转换效率,还关于到底有多少能量可以有效的存储在设备中。当下太阳能的利用持续增长,储能问题变得更加严重。一般认为,太阳能电力容量不会超过整个电网容量的20%,这是由于夜晚和阴天所带来的电力供应短缺。并且在一些地方,目前仍然无法安装太阳能设施。


动态链接:http://news.wisc.edu/a-marriage-made-in-sunlight-invention-merges-solar-with-liquid-battery/




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