美國科研人員日前在《美國化學學會·能源通訊》雜志上報告說，他們研發(fā)出一種新型液流電池，可通過溶解在中性ｐｈ值水中的有機分子來存儲電能。這項成果使無毒、無腐蝕性且使用壽命超長的電池成為可能，并有望大幅降低生產(chǎn)費用。
液流電池的蓄電系統(tǒng)一般包含正負極兩個儲液罐，內(nèi)裝兩種不同的電解液。這之間的連接部分是發(fā)電區(qū)，用一個隔膜隔開。兩種電解液間隔著薄膜產(chǎn)生離子交換來實現(xiàn)電能的儲存與釋放。儲液罐越大，存儲的電能越多。
液流電池可以為風能、太陽能等發(fā)電不連續(xù)且輸出不穩(wěn)定的可再生能源的存儲提供解決辦法，但現(xiàn)有的液流電池在多次充放電循環(huán)后存儲能力會下降，需要定期維護電解液。
哈佛大學的研究人員通過分別調(diào)整正負極電解液的分子結構，使它們可溶于水，從而研發(fā)出一種每充放電１０００次只損失１％存儲能力的電池，而鋰離子電池一般在１０００次充放電后就不能使用了。
中性ｐｈ值還能大幅降低將電池正負兩極分開的隔膜的制造成本。因為目前大部分液流電池的隔膜采用昂貴的聚合物以耐受電池內(nèi)腐蝕性物質(zhì)，其費用占到整個電池設備成本的三分之一。而這種新液流電池中的隔膜兩側(cè)實際上都只是鹽水，因此它的材質(zhì)可采用廉價的碳氫化合物，從而大大降低成本。
由于電解質(zhì)能在中性ｐｈ值的水中溶解且無毒、無腐蝕性，人們可以用比較便宜的材料來制造儲液罐和泵等電池部件。
降低成本對電力存儲至關重要。美國能源部日前設立了一項目標，旨在開發(fā)出能將每千瓦／小時電量的存儲成本降低到１００美金以下的電池。如果該目標達成，那么它存儲的風能、太陽能等新能源將足以與傳統(tǒng)電力媲美。因此也可以說儲能技術是開啟新能源時代的鑰匙。
美能源部電力辦公室能源存儲研究主管伊姆雷·久克認為，這項研究非常重要，它有望能為未來的電池指明方向，大幅提高電池壽命和降低成本，這種高效耐用的液流電池有望成為電網(wǎng)基礎設施的一個標準構件。
在哈佛大學技術開發(fā)辦公室的協(xié)助下，研究人員目前正與幾家公司合作，準備將這項技術轉(zhuǎn)化到工業(yè)應用。哈佛大學已提交報告，對這項液流電池的改進技術申請專利。
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