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用于季節(jié)性儲存的“冬眠“電池可以在受熱時(shí)釋放能量

2022-04-07 09:28:42來源：cnBeta.COM 閱讀量：110 評論

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導(dǎo)讀：太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了一個(gè)新的設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)室(PNNL)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提出了一個(gè)新的設(shè)計(jì)，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(gè)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(duì)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(shí)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(gè)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(shí)23美元，該團(tuán)隊(duì)希望通過在設(shè)計(jì)中加入鐵，將其降至每千瓦時(shí)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(gè)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(gè)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(gè)團(tuán)隊(duì)展示了如何使用一個(gè)更耐用的鋼網(wǎng)來代替。去年，桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)也展示了一個(gè)更便宜的版本，可以在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度下運(yùn)行。PNNL團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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(gè)時(shí)候收集能量，在另一個(gè)時(shí)候使用。而且，由于電池可以閑置，同時(shí)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(gè)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(bào)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(shí)釋放能量
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