電池儲能能力對風能, 太陽能等清潔能源的使用至關重要. 美國哈佛大學研究人員新發現一種有機分子, 有望用於長效, 高質量的液流電池, 比目前使用的電池更安全廉價.
液流電池是一種電化學儲能裝置, 在存儲大規模清潔能源方面比傳統鋰電池更安全經濟. 目前常見的是正負極使用釩鹽溶液的釩液流電池, 但這種電池的成本及維護費用都比較高.
2 3 日發表在美國《焦耳》雜誌上的研究顯示, 一種被稱為 '瑪士撒拉醌' 的分子可在長達幾年時間內數萬次充放電. '瑪士撒拉' 取自《聖經·舊約》中的長壽族長, 醌是光合作用和細胞呼吸等自然過程中的關鍵分子.
哈佛大學材料科學及化學等學科的研究人員合作, 對醌在液體電池中的老化過程進行了分析, 在此基礎上對醌分子進行改良修飾, 研製成提高了液流電池壽命的 '瑪士撒拉醌' 分子.
研究顯示, 在實驗室條件下, '瑪士撒拉醌' 分子的老化率每天不足0 . 0 1 % , 每次充放電引起的老化率不足0 . 0 0 1 % , 每年的整體老化率預計不到3 % , 預計可有效充放電數萬次. 此外, '瑪士撒拉醌' 分子可溶性強, 在較小空間中能儲存更多能量. 由於 '瑪士撒拉醌' 分子是在弱堿性電解質中發揮作用, 可使用更為廉價的密封材料和聚合物膜分離正負極, 進一步降低了成本.
論文通訊作者, 哈佛大學材料和能源技術教授邁克爾·阿齊茲說, 利用這一新發現分子製備的液流電池具有更長效的穩定性, 並且已具備商用能力. 論文共同第一作者, 哈佛大學博士後研究人員大衛·卡比說, 這種有機分子有望替代昂貴的釩液流電池.
