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液流電池容量和壽命大大提升！只需加入這種添加劑……

時(shí)間:2023-07-13 09:19來源:新能源日報(bào) 作者:黃君芝

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為能更好地適配電網(wǎng)應(yīng)用，科學(xué)家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命；PNNL找到了一種常見的食品和藥品添加劑；在持續(xù)充放電的情況下，其儲(chǔ)存和釋放能量的能力可以保持一年多。

一直以來，清潔能源都是解決氣候變化的主要方案。然而，太陽能和風(fēng)能的供電并不穩(wěn)定。鋰離子電池雖然可以儲(chǔ)存能量，但關(guān)鍵金屬的資源有限。而液流電池也是其中一種解決方案。

為能更好地適配電網(wǎng)應(yīng)用，科學(xué)家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命。終于，來自美國能源部太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的一個(gè)研究小組最近在這方面取得了突破。他們將最新研究成果發(fā)表在了《焦耳》（Joule）雜志上。

在最新實(shí)驗(yàn)中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，一種常見的食品和藥品添加劑——β-環(huán)糊精的溶解單糖（淀粉的衍生物），可以提高下一代液流電池的容量和壽命。在持續(xù)充放電的情況下，其儲(chǔ)存和釋放能量的能力可以保持一年多。

所謂的液流電池和手機(jī)里的鋰電池一樣，都包括將電解質(zhì)中存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)換成電能的正負(fù)電極，以及將電荷從一個(gè)電極傳送到另一個(gè)電極的電解質(zhì)三大組成。不過，傳統(tǒng)電池將正負(fù)電極和電解質(zhì)一起封裝，液流電池則將正負(fù)電極分開，電解液各自循環(huán)。

這項(xiàng)研究成果將使此前PNNL獲得專利的液流電池性能“更上一層樓”。此前，研究人員展示了另一種常見的化學(xué)物質(zhì)，稱為芴酮，是一種有效的液流電池成分。但最初的突破需要改進(jìn)，因?yàn)榕c商業(yè)化的液流電池技術(shù)相比，這個(gè)過程太慢。

“我們一直在尋找一種簡單的方法，在我們的水基電解質(zhì)中溶解更多的芴醇，”研究人員說，“β-環(huán)糊精適度地幫助了這一點(diǎn)，但它真正的好處是這種驚人的催化能力。”

研究人員進(jìn)一步解釋稱，糖添加劑接受帶正電的質(zhì)子，這有助于平衡電池放電時(shí)負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)。細(xì)節(jié)有點(diǎn)復(fù)雜，但這就像糖讓鍋?zhàn)兲穑屍渌瘜W(xué)物質(zhì)完成它們的“化學(xué)舞蹈”。

最后，研究小組還在通過實(shí)驗(yàn)其他類似于β-環(huán)糊精但更小的化合物來進(jìn)一步改進(jìn)該系統(tǒng)。他們說，和蜂蜜一樣，β-環(huán)糊精的加入也會(huì)使液體變稠，這對于流動(dòng)的系統(tǒng)來說不是很理想。盡管如此，研究人員仍然認(rèn)為，它的好處大于缺點(diǎn)。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：液流電池添加劑

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