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用于季節(jié)性儲存的“冬眠“電池可以在受熱時釋放能量

2022-04-07 09:28:42來源：cnBeta.COM 閱讀量：114 評論

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導(dǎo)讀：太平洋西北國家實驗室(PNNL)的一個團(tuán)隊已經(jīng)提出了一個新的設(shè)計，滿足了這一領(lǐng)域的一些重要要求，研究人員展示了一種“冬眠“電池，可以一次保存其能量數(shù)月。

　　科學(xué)家們繼續(xù)探索前沿的電池技術(shù)，以幫助我們釋放可再生能源的全部潛力，以努力解決來自太陽和風(fēng)能的電力的間歇性問題。太平洋西北國家實驗室(PNNL)的一個團(tuán)隊已經(jīng)提出了一個新的設(shè)計，滿足了這一領(lǐng)域的一些重要要求，研究人員展示了一種"冬眠"電池，可以一次保存其能量數(shù)月。
 
　　該研究中心的儲能技術(shù)類型被稱為熔鹽電池。這些電池已經(jīng)以各種形式存在了50多年，并且由于其成本低和使用常見的材料，被認(rèn)為是電網(wǎng)規(guī)模的可再生能源存儲解決方案。
 
　　這些設(shè)備使用熔鹽作為電解質(zhì)，它是在電池的兩個電極(陰極和陽極)之間攜帶電荷的溶液。在高溫下保持電解質(zhì)使鹽處于熔融狀態(tài)，并看到它像液體一樣流動，但在室溫下它會變成固體。PNNL團(tuán)隊已經(jīng)利用這些屬性生產(chǎn)出了被稱為基于溫度的冬眠電池。
 
　　該裝置由鋁陽極和鎳陰極組成，它們被浸泡在摻有硫的熔鹽電解質(zhì)中，以提高額外的容量。電池通過加熱到180°C(356°F)進(jìn)行充電，這時離子流過液體電解質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)能。將電池冷卻到室溫，使電解質(zhì)凝固，并將離子凍結(jié)在原地，鎖住能量，直到電池被重新加熱，使能量再次流動起來。
 
　　由于這個原因，科學(xué)家們也將該裝置稱為"凍融電池"，盡管原型只有冰球大小，但他們對其擴(kuò)大規(guī)模的潛力感到樂觀。它的理論密度是每公斤260Wh，高于今天的鉛酸電池和液流電池，其能量儲存的材料成本約為每千瓦時23美元，該團(tuán)隊希望通過在設(shè)計中加入鐵，將其降至每千瓦時約6美元。在測試中，該電池在12周內(nèi)保持了92%的容量。
 
　　第一作者M(jìn)inyuan"Miller"Li說："這很像春天在你的花園里種植食物，把多余的食物放在冰箱的一個容器里，然后在冬天把它解凍出來當(dāng)晚餐。"
 
　　我們最近看到了熔鹽電池技術(shù)中的一些有希望的創(chuàng)新。通常情況下，熔鹽電池在陽極和陰極之間使用一個陶瓷分離器來控制哪些分子可以通過。2018年，麻省理工學(xué)院的一個團(tuán)隊展示了如何使用一個更耐用的鋼網(wǎng)來代替。去年，桑迪亞國家實驗室的一個團(tuán)隊也展示了一個更便宜的版本，可以在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)設(shè)計的溫度下運行。PNNL團(tuán)隊還選擇了典型熔鹽電池中使用的陶瓷分離器的替代品，用玻璃纖維代替，他們說這更便宜，更耐用。
 
　　最終，科學(xué)家們希望這項技術(shù)能夠提供一種季節(jié)性的能源儲存，在一年中的某個時候收集能量，在另一個時候使用。而且，由于電池可以閑置，同時保持其大部分儲存的能量，它將只需要每年充電和放電幾次。
 
　　"你可以開始設(shè)想像停在風(fēng)場的40英尺拖拉機(jī)拖車上的大型電池，"共同作者Vince Sprenkle說。"電池在春天被充電，然后卡車被開到路上的一個變電站，如果在夏天的高溫下需要的話，電池就可以使用。"
 
　　科學(xué)家們已經(jīng)為該技術(shù)申請了專利，并在《細(xì)胞報告物理科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究。
 
　　原標(biāo)題：用于季節(jié)性儲存的"冬眠"電池可以在受熱時釋放能量
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