液流电池旨在为可再生能源提供具有成本效益的存储

斯坦福大学研究人员开发的一种材料组合可能有助于开发一种可充电电池，能够存储通过风能或太阳能产生的大量可再生能源。

随着进一步的发展，这项新技术可以在正常环境温度下快速、经济有效地向电网输送能源。

这种电池被称为液流电池，长期以来一直被认为是存储间歇性可再生能源的可能候选者。然而，到目前为止，能够产生电流的液体种类要么受到它们所能输送的能量的限制，要么需要极高的温度，要么使用非常有毒或昂贵的化学物质。

材料科学与工程助理教授William Chueh和他的博士生Antonio Baclig以及现在Alphabet研究子公司X Development的技术探矿员Jason Rugolo决定尝试钠和钾，当它们在室温下混合形成液态金属时，作为电池的电子供体(或负极)流体。从理论上讲，这种液态金属每克的可用能量至少是流动电池负极液体的其他候选物质的10倍。

“我们还有很多工作要做，”Baclig说，“但这是一种新型的液流电池，可以负担得起，利用地球上丰富的材料，提高太阳能和风能的利用率。”

分离方

为了使用电池的液态金属负极，该小组发现了一种由钾和氧化铝制成的合适的陶瓷膜，可以在允许电流流动的同时将负极和正极材料分开。

这两项进步加在一起超过了传统液流电池的最大电压的两倍，并且原型机在数千小时的运行中保持稳定。更高的电压意味着电池可以存储更多的能量，这也降低了电池的生产成本。

Baclig说:“一种新的电池技术需要满足许多不同的性能指标:成本、效率、尺寸、寿命、安全等。”“我们认为，这种技术有可能通过更多的工作来满足所有这些要求，这就是我们对此感到兴奋的原因。”

改进前

斯坦福大学的博士生团队发现，陶瓷膜非常有选择性地阻止钠迁移到细胞的正极，这是薄膜成功的关键。然而，这种薄膜在高于200°C(392°F)的温度下最有效，为了追求室温电池，该小组尝试了一种更薄的薄膜。这提高了设备的功率输出，并表明改进膜的设计是一条有前途的道路。

他们还试验了四种不同的液体作为电池的正极。水基液体会迅速降解薄膜，但他们认为非水基的选择会提高电池的性能。

斯坦福大学

www.stanford.edu

-由克里斯·瓦夫拉编辑，制作编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．查看更多控制工程能源和电力故事．

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