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美国哈佛大学研究团队开发了新型长寿命液流电池

2017-02-13 124浏览 标签: 美国液流电池

2017年2月9日,哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院的研究团队开发了一种新型液流电池,可将能量储存在溶解于中性pH水中的有机分子内。这种新型化学物质可制备无毒性、非腐蚀性的电池,并具有超长的使用寿命,具有显着降低生产成本的潜力。

该项研究由Michael Aziz教授和Roy Gordon教授领导。液流电池对于可再生间歇性能源,比如风能和太阳能来说是一项极具前景的储能解决方案,但是目前的液流电池技术在几次充放电循环之后会出现容量衰减的问题。因此,需要周期性维护电解液以恢复存储容量。

针对这项问题,哈佛大学的研究团队通过修改用于正极和负极电解液的分子结构,使其具有水溶性,以此开发的液流电池每1000次循环容量衰减仅为1/100。
Roy Gordon教授表示:“因为我们可以将电解质溶解于中性水中,因此我们制备的长寿命电池可以放置在地下室中。如果电解液泄露到地板上也不会侵蚀混凝土,因为介质是非腐蚀性的,因此可以采用更加廉价的材料制备组件,比如液槽和泵。”

这种成本的降低是至关重要的。能源部(DOE)设定了一个目标,即建立一个能够以每千瓦时不到100美元的成本存储能量的电池,这将使储存的风能和太阳能与传统发电厂产生的能源相媲美。

美国能源部电力办公室能源存储研究主任Imre Gyuk表示:“这项关于水溶性有机电解质的工作对于指导未来电池发展方向具有重要意义,这项技术极大地提高了循环寿命并降低了成本。我预计,高效、长寿命的液流电池将会成为未来电网基础设施的一部分。

该研究团队最终将目光转向了二茂铁,这种分子因其电化学性能而众所周知,并已经在某些类型的电池中应用。二茂铁非常适合储存电荷,但完全不溶于水。该研究团队通过功能化二茂铁分子,将不溶性分子转变成可以稳定循环的高度可溶性分子。

Michael Aziz教授表示:“水溶性二茂铁代表了用于液流电池的全新类型的分子。”

在哈佛技术发展办公室(DTD)的帮助下,研究人员正在与几家公司合作,扩大工业应用技术、优化膜和电解质之间的相互作用。哈佛OTD已经提交了一系列关于液流电池技术创新的待批专利。


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