电池储能能力对风能, 太阳能等清洁能源的使用至关重要. 美国哈佛大学研究人员新发现一种有机分子, 有望用于长效, 高质量的液流电池, 比目前使用的电池更安全廉价.
液流电池是一种电化学储能装置, 在存储大规模清洁能源方面比传统锂电池更安全经济. 目前常见的是正负极使用钒盐溶液的钒液流电池, 但这种电池的成本及维护费用都比较高.
2 3 日发表在美国《焦耳》杂志上的研究显示, 一种被称为 '玛士撒拉醌' 的分子可在长达几年时间内数万次充放电. '玛士撒拉' 取自《圣经·旧约》中的长寿族长, 醌是光合作用和细胞呼吸等自然过程中的关键分子.
哈佛大学材料科学及化学等学科的研究人员合作, 对醌在液体电池中的老化过程进行了分析, 在此基础上对醌分子进行改良修饰, 研制成提高了液流电池寿命的 '玛士撒拉醌' 分子.
研究显示, 在实验室条件下, '玛士撒拉醌' 分子的老化率每天不足0 . 0 1 % , 每次充放电引起的老化率不足0 . 0 0 1 % , 每年的整体老化率预计不到3 % , 预计可有效充放电数万次. 此外, '玛士撒拉醌' 分子可溶性强, 在较小空间中能储存更多能量. 由于 '玛士撒拉醌' 分子是在弱碱性电解质中发挥作用, 可使用更为廉价的密封材料和聚合物膜分离正负极, 进一步降低了成本.
论文通讯作者, 哈佛大学材料和能源技术教授迈克尔·阿齐兹说, 利用这一新发现分子制备的液流电池具有更长效的稳定性, 并且已具备商用能力. 论文共同第一作者, 哈佛大学博士后研究人员大卫·卡比说, 这种有机分子有望替代昂贵的钒液流电池.
