美國南加州大學(xué)的科研人員最近研發(fā)出一種低成本的水系液流有機(jī)電池，可用于電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能。這種新電池不含金屬材料，或者其它有毒成分。該論文發(fā)表在六月二十日的在線《JournaloftheElectrochemicalSociety》上。

該論文作者——南加州大學(xué)Dornsife文理學(xué)院的化學(xué)教授SriNarayan說道：“這種新電池可經(jīng)歷高達(dá)5000次的充放電循環(huán)，使用壽命大概在15年左右。鋰離子電池在經(jīng)歷1000次的充放電循環(huán)后就會(huì)退化。”這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是Narayan教授與化學(xué)系教授兼Locker碳?xì)浠衔镅芯克LG.K.SuryaPrakash、楊波、LenaHoober-Burkhardt和王芳共同合作的成果。Prakash教授說道：“這種有機(jī)液流電池將會(huì)在簡易性、成本、可靠性和可持續(xù)性方面改變電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能?！?/p>

SriNarayan教授研究電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換（：USC/GusRuelas）

這種有機(jī)液流電池可以提高可再生能源發(fā)電在全國總發(fā)電中的比例。太陽能電池僅在有陽光時(shí)發(fā)電，風(fēng)機(jī)也只在有風(fēng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，這兩種不穩(wěn)定性使電力公司難以依靠可再生能源發(fā)電滿足客戶需求。當(dāng)電池儲(chǔ)存多余電力，并在有需求時(shí)定量流出，就可以解決電力的不穩(wěn)定性。Narayan教授說：“將來，兆瓦級(jí)儲(chǔ)能將是可再生能源發(fā)電的一個(gè)重要問題。”這種新電池基于氧化還原設(shè)計(jì)，與燃料動(dòng)力鋰電池類似，有兩個(gè)電解槽，槽內(nèi)電活性物質(zhì)溶于水。電解槽內(nèi)的溶液被壓入兩個(gè)液體之間帶有薄膜的槽內(nèi)，兩端各連著電極。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是解耦電能。儲(chǔ)存電活性物質(zhì)的槽的尺寸可以根據(jù)實(shí)際要設(shè)計(jì)，新增電池系統(tǒng)可以存儲(chǔ)的能量容量，或者通過調(diào)整中央槽來加快/減慢釋放能量的速度，以此改變系統(tǒng)發(fā)電量。

水系有機(jī)氧化還原液流電池（：USC）

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

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%

點(diǎn)擊詳情

該科研小組的技術(shù)創(chuàng)新重要是電活性物質(zhì)。以前的電池設(shè)計(jì)都使用金屬或者有毒化學(xué)物質(zhì)。為此，Narayan教授和Prakash教授想研發(fā)一種可以溶于水的有機(jī)化合物，對(duì)環(huán)境無污染，成本低。通過把分子設(shè)計(jì)和試錯(cuò)法結(jié)合，科研人員找到一種天然醌，一種被氧化的有機(jī)化合物。醌普遍存在于植物、菌類、細(xì)菌和部分動(dòng)物體內(nèi)，參與植物的光合用途和細(xì)胞呼吸用途。Narayan教授說道：“這些都是自然界能量轉(zhuǎn)換的方式。目前，電池要的醌取自天然的碳?xì)浠衔?。將來，很可能?huì)從二氧化碳中提取。”

科研小組已經(jīng)就有機(jī)液流電池的設(shè)計(jì)申請(qǐng)專利，并計(jì)劃擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模。該項(xiàng)研究得到美國能源部ARPA-E、南加州大學(xué)和Locker碳?xì)浠衔镅芯克馁Y金支持。