一直以来,清洁动力都是处理气候变化的首要计划。但是,太阳能和风能在为一个电网供给满足的能量方面并不安稳。锂离子电池尽管能够贮存能量,但资源有限。

液流电池也是其间一种处理计划。现在常见的液流电池首要运用两种化学液体,让它们在离子交流膜上交流然后发生电流。但现有的技能本钱超越200美元/千瓦时,关于实践运用来说过于贵重。

近期,美国佐治亚理工学院的研讨团队开发了一种更紧凑的液流电池装备,将电池的尺度减小了75%,并相应地降低了整个液流电池的本钱。这项作业可能会彻底改变从大型商业修建到住所的供电方法。

据了解,传统的液流电池需求粗笨的流量分配器和垫圈,这会添加尺度和本钱。为了削减占地面积和本钱,佐治亚理工学院的研讨人员这次专心于进步流体电池的体积功率密度(W/L-of-cell)。

详细而言,他们转向了化学别离中常用的一种结构,即亚毫米的束状微管(SBMT)膜,它是由一种被称为中空纤维的纤维状过滤膜制成。这种立异具有节约空间的规划,能够减轻离子经过的膜的压力,而不需求额定的支撑基础设施。

研讨人员说:“咱们对电池隔阂几许形状对液流电池功能的影响很感兴趣。咱们意识到中空纤维在别离膜上的优势,并开端在电池范畴完成这些优势。”

运用这一概念,研讨人员开发了这种SBMT,可将膜到膜的间隔缩短近100倍。规划中的微管膜一起作为电解质分配器,不需求大型支撑资料。绑缚的微管使电极和膜之间的间隔更短,然后添加了体积功率密度。这种绑缚规划是最大化液流电池潜力的要害发现。

为了验证新电池装备,研讨人员运用了四种不同的化学物质:钒、溴化锌、溴化醌和碘化锌。他们发现,碘化锌是能量密度最高的挑选,因而对住所单元最有用。与锂比较,碘化锌具有许多优势:它的供应链问题较少,还能够转化为氧化锌并溶于酸,使其更简单收回。

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测验标明运用碘化锌,电池能够运转超越220小时,或在非顶峰条件下循环2500次。他们的研讨成果已于近期宣布在了《美国国家科学院院刊》。

此外,研讨人员已经在致力于商业化,专心于开发具有钒等不同化学成分的电池,并扩展其尺度。他们指出,SBMT电池也能够运用于不同的能量存储系统,如电解质和燃料电池。这项技能乃至能够在各种运用中运用先进的资料和不同的化学成分来加强。

(文章来历:科创板日报)