液態(tài)電池使用期限將大大加強(qiáng)

       現(xiàn)代的電池技術(shù)大多都著重于容量多于使用壽命 — 一般鋰電池在數(shù)年的重度使用后就會報廢，這樣的問題在小顆的手機(jī)電池上已經(jīng)是件壞事，但要是落到作為綠色能源的電力儲存媒介時，問題更是會隨著體積以倍數(shù)放大。哈佛研究人員最近就建立了一款以液態(tài)溶液儲存電力的流動電池技術(shù)，特點是擁有長達(dá)十年的使用壽命。

來自哈佛大學(xué)的John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員把電解質(zhì)、二茂鐵和紫精的分子結(jié)構(gòu)修改至穩(wěn)定、水溶性和抗降解的狀態(tài)，當(dāng)它們?nèi)芙庵林行运飼r，溶液能發(fā)揮著在每 1,000 次放電循環(huán)才會出現(xiàn) 1% 耗損的表現(xiàn)。這發(fā)明能同時帶來環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，因為溶液并不具腐蝕性或毒性，所以電池將不會為環(huán)境帶來破壞，也不容易出現(xiàn)損耗，使用者將不需要承受高價位的電池成本和維修支出。

這種電池的電能儲存在溶解于中性 pH 溶液里的有機(jī)分子中。這種新型化學(xué)電池?zé)o毒、無腐蝕性，并且擁有相當(dāng)長的使用壽命，還能顯著降低電池的生產(chǎn)成本。

液體電池的能量存儲在外置罐里的液體溶液中，這種罐的容積越大，電池所能存儲的能量就越多。液體電池所利用的能源是可再生資源或間歇性能源（如風(fēng)能和太陽能）。但是目前的液體電池經(jīng)過多次充電/放電的循環(huán)后，存儲能量的能力就會大打折扣，必須要進(jìn)行定期維護(hù)電池的電解質(zhì)以保證存儲容量的穩(wěn)定。

這個哈佛團(tuán)隊改變了正電解質(zhì)溶液和負(fù)電解質(zhì)溶液中分子的結(jié)構(gòu)，并將其溶解于水中，設(shè)計出了這種“每1000次循環(huán)僅損失存儲容量百分之一”的液體電池。

Aziz說：“鋰電池經(jīng)過1000次充電/放電的循環(huán)過程后都不會有該液體電池這樣出色的表現(xiàn)。”

      Gordon說：“我們能夠?qū)㈦娊赓|(zhì)溶解在中性水中，這是一種持久的電池，你可以把它放在你的地下室里，如果它的液體灑在地板上也不必?fù)?dān)心，因為它的介質(zhì)是無腐蝕性的，不會破壞混泥土結(jié)構(gòu)，你甚至可以找來更便宜的材料來構(gòu)建電池的組件，例如水槽和泵。”

      降低電池的制作成本是很有必要的。能源部（DOE）設(shè)定了一個目標(biāo)，即研發(fā)一種儲能電池使其消耗的費(fèi)用要少于100美元/千瓦時，而這一目標(biāo)也將使風(fēng)能和太陽能與傳統(tǒng)發(fā)電廠產(chǎn)生的能源一較高下。

Aziz說：“如果你能接近這個成本目標(biāo)，你就能改變世界。如果把這種電池應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，將為我們節(jié)省極大的成本。這項研究使我們距離實現(xiàn)這一目標(biāo)又更近了一步。”

美國能源部電力處能源存儲研究主管Imre Gyuk說：“這項關(guān)于水溶性有機(jī)電解質(zhì)的研究對于未來電池的發(fā)展具有重要意義，指明了發(fā)展方向與方式，不僅有效提高了電池的循環(huán)壽命，還 大大降低了制作成本。我預(yù)計，高效又持久的液體電池將成為電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)。”

博士后研究員以及此論文的第一作者Eugene Beh指出，設(shè)計這種液體電池的關(guān)鍵是要弄清為什么以前電池中的分子在中性溶液中會迅速降解，首先要明確負(fù)電解質(zhì)中的紫羅堿分子是如何分解的。Beh 改變了其分子結(jié)構(gòu)使其更具復(fù)原力。

目前這技術(shù)沒有投入商用的時間表，但以其特性來說，對于家用可再生能源的普及是非常吸引的。因為這能讓可再生能源的儲存成本變得更具效率，也能有著高壽命的環(huán)保特性。

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