鉅大LARGE | 點擊量：446次 | 2022年12月30日
美國研發(fā)低成本氧化還原液流電池 或提高可再生能源使用率
（：南加州大學(xué)）
據(jù)外媒報道，美國南加州大學(xué)（USC）的科學(xué)家們研發(fā)了一種新電池，可以解決限制可再生能源得到廣泛應(yīng)用的電力存儲問題。該項技術(shù)基于已知設(shè)計得到發(fā)展，能夠?qū)㈦娏Υ鎯υ谌芤褐?，對電子進行分類，并在要時釋放電能，名為氧化還原液流電池（redoxflowbatteries）。雖然此種電池存在已有一段時間，但是南加州大學(xué)的研究人員們利用低成本的現(xiàn)成材料打造了一款更好的氧化還原液流電池。
南加州大學(xué)洛克碳氫化合物研究所（LokerHydrocarbonResearchInstitute）聯(lián)合主任、化學(xué)教授兼該研究的重要作者SriNarayan表示：我們展示了一款廉價、長壽命、安全且環(huán)保的液流電池，關(guān)于大規(guī)模存儲太陽能和風(fēng)能的系統(tǒng)而言，非常具有吸引力。
關(guān)于可再生能源而言，能源存儲是一個很大的障礙，因為當(dāng)風(fēng)力渦輪機旋轉(zhuǎn)或陽光照射到太陽能電池板時，并不會總是同時出現(xiàn)電力需求。尋找可行的儲能解決方法也面對著多重挑戰(zhàn)，因此南加州大學(xué)的科學(xué)家們正試圖解決該問題。
科學(xué)家們專注于氧化還原液流電池的原因在于該技術(shù)已經(jīng)成熟，而且目前已經(jīng)應(yīng)用于有限的應(yīng)用中。該電池利用液體存儲電化學(xué)能量，通過還原和氧化對電子進行分類和重組，并在要時釋放電子發(fā)電。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
南加州大學(xué)的科學(xué)家們重要的創(chuàng)新在于采用了不同的液體：一種硫酸鐵溶液以及一種酸。硫酸鐵是采礦業(yè)的廢棄物，不僅供應(yīng)充足且價格低廉。蒽醌二磺酸（AQDS）是一種有機材料，由于具備穩(wěn)定性、溶解性以及儲能潛力，已經(jīng)在一些氧化還原液流電池中得到應(yīng)用。
雖然上述兩種化學(xué)物各自都為人所熟知，但是這是科學(xué)家們首次將其結(jié)合，以證明其具備大規(guī)模儲能的潛力。南加州大學(xué)實驗室的測試證明，和競品相比，此種電池具有很大的優(yōu)勢。
例如，硫酸鐵不僅價格低且供應(yīng)豐富（十分美金就可以買到約2.2磅），而且大規(guī)模生產(chǎn)AQDS的成本約為1.6美元/磅。按照該價格，南加州大學(xué)科學(xué)家研發(fā)的該款電池的材料成本約為66美元/千瓦時；假如實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，將比利用釩制成的氧化還原電池的成本便宜一半，而釩不僅更貴，還有毒。
此外，南加州大學(xué)科學(xué)家們在測試中發(fā)現(xiàn)，和其他競爭性技術(shù)不同，鐵-AQDS電池可以重復(fù)充電數(shù)百次，而且不會損失電力。儲能系統(tǒng)具備耐久性關(guān)于實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用而言非常重要。
而且，和鋰電池相比，該技術(shù)的儲能優(yōu)勢也更明顯。由于消費電子產(chǎn)品和電動汽車都采用鋰電池供電，而且此類產(chǎn)品普及率在提高，導(dǎo)致了鋰的稀缺，因而也推高了鋰電池的成本，因此更具經(jīng)濟效益且更便宜的儲能選擇就會更具吸引力。此外，鋰電池的續(xù)航時間也不長，還要充電。
雖然可再生能源的使用率正在上升，但是由于儲能方法的限制，導(dǎo)致使用率也受到了限制。目前僅存儲20%的太陽能和風(fēng)能就要700千兆瓦時的電力，而1千兆瓦時的電力足夠70萬戶家庭使用一小時。
SaidNarayan表示：迄今為止，還沒有經(jīng)濟上可行、環(huán)保且可持續(xù)使用25年的能源存儲解決方法。鋰電池壽命不長，而釩電池會使用昂貴且有毒的材料，大規(guī)模使用被限制。我們的系統(tǒng)就能夠解決此類挑戰(zhàn)，而且預(yù)計此類電池可用于住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑，以存儲可再生能源，為家庭、車輛、家用電器等供電。
