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基于鈉鉀液態(tài)金屬材料 斯坦福研制新型高壓液流電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:751次  |  2018年07月31日  

液流電池有助于大規(guī)模能量儲存,未來有望在可再生能源的備份利用上派上大用場,但目前仍有一些問題需要克服。好消息是,斯坦福大學(xué)的工程師們,剛剛打造了一種可在室溫下保持液態(tài)的金屬混合物,并將之用于一款新型液流電池——其特點(diǎn)是可擴(kuò)展、安全、高效、并且廉價。在液流電池中,陰極和陽極呈流體形式、并保持在外部罐體中,以便在需要時泵入主電池。在那里,兩種液體被膜隔開;當(dāng)充電或釋放能量的時候,即可選擇性地允許它們交換電子。


液流電池裝置有望成為未來大規(guī)模能量儲存的首選方案,但此前使用的化學(xué)品通常有毒、昂貴、且難以處理。為了設(shè)計新型液流電池,斯坦福大學(xué)團(tuán)隊使用了獨(dú)特的材料組合,以克服這些問題。


首先,用作電池負(fù)極的流體換成了鈉鉀合金。這種混合物在室溫下仍呈液態(tài),理論能量密度可達(dá)到傳統(tǒng)方案的10倍。


而在電池的陽極,研究團(tuán)隊也測試了四種不同的水基液體。


鈉鉀合金是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬,可用于高壓液流電池。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

第二種新材料的運(yùn)用,藏身在電池內(nèi)部的膜中。研究團(tuán)隊使用了鉀和氧化鋁制成的陶瓷膜,在保持正負(fù)流體分離的同時、仍允許電流在它們之間流動。


報道稱,新型電池陽極和膜的組合,產(chǎn)生的電壓是其它液流電池的兩倍——這意味著電池的能量密度可以更高、生產(chǎn)成本則更低。


團(tuán)隊開發(fā)的原型,已證明了數(shù)千小時的運(yùn)行穩(wěn)定性。


論文合著者AntonioBaclig表示:新電池技術(shù)可滿足許多不同的性能指標(biāo),通過進(jìn)一步的工作,我們有望實(shí)現(xiàn)成本、效率、尺寸、壽命、安全性等方面的均衡。


研究人員稱,將來團(tuán)隊可以嘗試調(diào)節(jié)膜的厚度、或者使用非水性液體作為電池的陽極。

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