液流電池有助于大規(guī)模能量?jī)?chǔ)存，未來(lái)有望在可再生能源的備份利用上派上大用場(chǎng)，但目前仍有一些問(wèn)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(jià)。在液流電池中，陰極和陽(yáng)極呈流體形式、并保持在外部罐體中，以便在需要時(shí)泵入主電池。在那里，兩種液體被膜隔開(kāi)；當(dāng)充電或釋放能量的時(shí)候，即可選擇性地允許它們交換電子。
左起為：斯坦福大學(xué)博士生 Geoff McConohy、Antonio Baclig、Andrey Poletayev（攝影 / Mark Goled）
液流電池裝置有望成為未來(lái)大規(guī)模能量?jī)?chǔ)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(jì)新型液流電池，斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用了獨(dú)特的材料組合，以克服這些問(wèn)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(yáng)極，研究團(tuán)隊(duì)也測(cè)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。
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(duì)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(shí)、仍允許電流在它們之間流動(dòng)。
報(bào)道稱(chēng)，新型電池陽(yáng)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(duì)開(kāi)發(fā)的原型，已證明了數(shù)千小時(shí)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
研究配圖 - 1：電池原理與電壓介紹
論文合作者 Antonio Baclig 表示：新電池技術(shù)可滿(mǎn)足許多不同的性能指標(biāo)，通過(guò)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(chēng)，將來(lái)團(tuán)隊(duì)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(yáng)極。
研究配圖 - 2：鈉鉀-氧化鋁的穩(wěn)定性和相容性
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《焦耳》（Joule）期刊上。原標(biāo)題為：《High-Voltage, Room-Temperature Liquid Metal Flow Battery Enabled by Na-K|K-β″-Alumina Stability》[編譯自：New Atlas , 來(lái)源：Stanford]
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