新型水性電化學(xué)儲能電池可為電網(wǎng)規(guī)模儲能鋪平道路

中國科學(xué)院的一個研究小組開發(fā)出一種新的水性電化學(xué)儲能電池，他們認(rèn)為這種電池可以為電網(wǎng)規(guī)模的儲能鋪平道路。在他們發(fā)表在Nature Energy雜志上的論文中，該小組描述了他們?nèi)绾沃圃煨码姵匾约八跍y試時的工作情況。哥倫比亞大學(xué)的Lauren Marbella發(fā)表了一篇關(guān)于該團隊在同一期刊上所做工作的新聞和觀點文章。

研究人員正在探索在大型建筑物中使用可再生能源 - 馬貝拉聲稱它們占全球溫室氣體排放量的30%。雖然他們可以簡單地使用在遠(yuǎn)程位置產(chǎn)生的電力，但是生成他們自己的能量并將其存儲在電池中更為經(jīng)濟。這種方法的問題在于傳統(tǒng)電池是高度易燃的。在這項新的努力中，研究人員開發(fā)出一種能夠存儲來自可再生資源(如太陽能電池板)的電池而沒有火災(zāi)風(fēng)險的電池。

為了研究一種不易燃的電池，研究人員研究了用水作為電解質(zhì)的改良鉀離子技術(shù)。它們使用per四羧酸二酰亞胺陽極和普魯士藍(lán)“鹽水”陰極卷繞。結(jié)果是鉀離子電池的能量密度低于其他應(yīng)用所需的能量密度，但其對過熱和火災(zāi)的敏感性要低得多。最后，他們制造了一個1.3伏的電池，他們注意到這種電池具有優(yōu)化的潛力，可以在降低成本的同時提高電壓。

研究人員克服了一些挑戰(zhàn)，使電池具有耐火性，同時保持其存儲足夠電力的能力，使其變得有用和實用。一個這樣的問題是水的穩(wěn)定性有限，另一個問題是需要防止由于鉀離子的不斷移動導(dǎo)致的陰極結(jié)構(gòu)退化。馬貝拉指出，找到解決這些問題的方法需要借鑒有機電子學(xué)，熱力學(xué)和材料科學(xué)的想法。