使用溶解的单糖的下一代液流电池设计在提高电池储能的容量和寿命方面显示出了巨大的前景,如果扩大规模,可能会彻底改变电网储能。
根据美国能源部太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory,PNNL)的一个研究小组进行的一项实验,液流电池在一年多的连续充电和放电中保持了储存和释放能量
的能力。
研究人员在《焦耳》杂志上发表的一项研究中写道,这种糖添加剂表现出了令人惊讶的有希望的作用,因为它被发现可以提高液流电池的容量和电网能量弹性设计的寿命。该实验描述了首次使用一种名为β-环糊精的溶解单糖,这是一种淀粉衍生物,以提高电池寿命和容量。在持续了一年多的实验中,科学家们优化了系统中化学物质的比例,直到它达到60%以上的峰值功率。
PNNL表示:“在这段时间里,液流电池几乎没有失去任何充电活动。这是第一个报告连续使用一年以上且容量损失最小的实验室规模液流电池实验。”这项新研究的第一作者Ruozhu Feng说,在对液流电池的其他化学物质进行实验时,研究人员发现β-环糊精具有“这种令人惊讶的催化能力”。
研究人员表示,这一新进展使电池设计成为扩大规模的候选者。目前,液流电池的设计依赖于开采的矿物,这些矿物价格昂贵,开采不可持续,和/或由世界上少数几个国家控制。该实验室表示,这就是为什么包括PNNL在内的研究人员正在寻求“有效的替代技术,使用更常见的材料,这些材料易于合成、稳定且无毒”。
长期从事PNNL电池研究的Wei Wang是该研究的首席研究员,他评论道:“我们表明,你可以使用一种完全不同类型的催化剂来加速能量转换。”
美国能源部电力办公室储能研究主任Imre Gyuk在一份声明中表示:“我们不能总是在地球上寻找新材料。我们需要开发一种可持续的方法,使用我们可以像制药和食品行业一样大量合成的化学品。”