為了給可再生能源找到更加合適的存儲方案，南加州大學(xué)(USC)的研究人員們，已經(jīng)開發(fā)出了一種新型氧化還原液流電池。其特點是基于廉價且易于獲得的材料制成，研究主要作者稱：“我們已經(jīng)展示了一種低成本、長壽命、安全、且環(huán)保的液流電池，對于太陽能和風(fēng)能的大規(guī)模存儲具有極大的吸引力”。

液流電池原理圖(來自：USC)

相比之下，盡管特斯拉已經(jīng)提供了基于鋰離子電池的可再生能源存儲系統(tǒng)，但其造價和維護成本并不便宜。

在所謂的氧化還原液流電池中，攜帶正負電荷的化學(xué)物質(zhì)分別儲存在不同的容器中。

對應(yīng)充放電的過程，這些物質(zhì)會被泵入泵出，然后在腔室中通過薄膜來交換離子。

此前，類似系統(tǒng)需要動用昂貴、危險、有毒、可溶于酸的釩和溴作為電解質(zhì)。但在 USC 的最新設(shè)計中，研究人員已經(jīng)通過有機或更環(huán)保的物質(zhì)進行了替代。

據(jù)悉，USC 團隊使用了來自采礦業(yè)廢品中的一種有機材料，可由包括二氧化碳在內(nèi)的碳基原料制成，且已應(yīng)用于其它氧化還原液流電池中。

測試期間，研究人員發(fā)現(xiàn)硫酸鐵溶液和蒽醌二磺酸(AQDS)電池可在數(shù)百次的充放電循環(huán)后，依然幾乎見不到任何性能上的損失。

此外與大規(guī)模使用釩的氧化還原液流電池相比，新型廉價材料還可節(jié)省大量的制造成本。研究一作 Sri Narayan 表示：

截至目前，能源儲存一直面臨著缺乏經(jīng)濟性、對生態(tài)環(huán)境不夠友好、以及難以持續(xù)使用長達 25 年等問題。

比如鋰離子的使用壽命就相當有限，釩基電池也因材料昂貴、有毒而限制了大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。

好消息是，USC 團隊新研發(fā)的氧化還原液流電池系統(tǒng)，能夠作為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的一種優(yōu)秀解決方案，未來有望在住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《電化學(xué)學(xué)會期刊》(Journal of The Electrochemical Society)上。

原標題為《A Durable, Inexpensive and Scalable Redox Flow Battery Based on Iron Sulfate and Anthraquinone Disulfonic Acid》。