儲能「新未來」 混合液流鋰電池將兼具高能量密度和可擴展儲量
一直以來,氧化還原液流電池都是鋰離子電池的“候選替代品”,因為它們不使用稀土和有毒材料。然而,由於能量密度低和市場份額有限,它們面臨挑戰。近期,來自瑞士聯邦材料科學與技術實驗室(Empa)的研究人員David Robber在這一領域取得了突破。他試圖透過擴大電化學電池以加快充放電速度,同時開發更大的儲槽以提高儲存容量來解決上述問題。
他說:「液流電池的能量密度比固體儲存材料電池低10倍左右。我認為,溶解在電解質中的儲存材料越多,液流電池的能量密度就越高。然而,高濃度會使溶液變稠,你需要更多的能量才能將其泵入電池。”
Robber想要開發一種介於液流電池和鋰離子電池之間的混合電池,方法是在液流電池的儲存槽中嵌入固體儲存材料。
他說:“如果溶解材料和固體儲存材料精確匹配,它們就能相互傳遞能量。這使得液流電池的可擴展性能與固體存儲材料的高能量密度相結合。”
Robber承認,他首先必須確定合適的材料,這些材料必須可以在20年的運行期內穩定地用於儲罐。他還提到螯合物是溶解儲存材料的可能候選物,並將其描述為「包裹」在金屬離子周圍的多臂有機分子。
他說:根據有機分子(配體)的內結構,氧化還原電位會改變。
Reber說他並不需要從頭開始這個項目,因為他先前已經研發了一種基於螯合物的氧化還原液流電池。未來,他還將進一步研究,希望能開發出一個功能良好、具有額外固體儲存空間的電池。
「如果這種方法可行,潛在的應用將非常多樣化。只需要水泵和幾根管子就可以了。」他說。