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超級錳氫氣電池問世:可循環(huán)充電超萬次 穩(wěn)定儲能10年以上

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1215次  |  2019年09月25日  

來自美國斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種錳氫電池原型,用于存儲大型風(fēng)能和太陽能設(shè)備所產(chǎn)生的電力。令人驚喜的是,成果顯示這種電池可循環(huán)充電1萬次以上,穩(wěn)定性能發(fā)揮可長達(dá)10年以上。


正如科學(xué)家在科學(xué)雜志《自然》(Nature)上發(fā)表的結(jié)果所揭示的那樣,這種水基錳氫電池的原型只有三英寸高,能夠產(chǎn)生20毫瓦/小時(shí)的電力。


盡管目前還受到小尺寸和發(fā)電能力的限制,研究人員認(rèn)為,他們的設(shè)備可能會進(jìn)一步擴(kuò)大,并將達(dá)到工業(yè)規(guī)模的儲能級別,從而能夠“循環(huán)充電1萬次以上”。


研究協(xié)調(diào)員YiCui表示:“我們所做的是將特殊的鹽投入水中,投入電極,并產(chǎn)生可逆的化學(xué)反應(yīng),以氫氣的形式儲存電子?!?/p>

這些科學(xué)家使用干電池、肥料、紙張和其他產(chǎn)品生產(chǎn)中使用的工業(yè)鹽,創(chuàng)造了水和硫酸錳之間的可逆電子交換。


“流入的電子與溶解在水中的硫酸錳反應(yīng),留下二氧化錳顆粒附著在電極上?!毖芯啃〗M解釋說。由此產(chǎn)生的過量電子會蒸發(fā)成氫氣,然后儲存該能量供將來使用。


該研究小組還表示,目前正在開發(fā)一種將硫酸錳和水結(jié)合起來的更便宜的工藝,并且這種新技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展,以證明其本身在商業(yè)上可行。


“我們已經(jīng)確定,這種催化劑可以使我們實(shí)現(xiàn)低于美國能源部(DOE)設(shè)定的每千瓦小時(shí)100美元的目標(biāo)?!毖芯康墓餐髡哧惥S博士表示。


目前來看,現(xiàn)有的大規(guī)模儲能技術(shù)(如抽水儲能、壓縮空氣儲能)以及各種蓄能電池還遠(yuǎn)不能滿足大規(guī)模儲能廉價(jià)、安全、高能量密度和高穩(wěn)定性的要求。


但錳氫氣電池實(shí)現(xiàn)了非常優(yōu)異的電化學(xué)性能,比如穩(wěn)定的放電電壓1.3伏,高倍率的放電電流100mA/cm2,大于1萬次的穩(wěn)定循環(huán),以及較高的質(zhì)量能量密度139Wh/kg和體積能量密度210Wh/L。


上述這種水基電池依賴于以氫氣形式存儲電子的可逆化學(xué)反應(yīng)。盡管取得了令人鼓舞的初步成果,但研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的樣機(jī)需要進(jìn)一步開發(fā)。


本文摘自:前瞻網(wǎng)


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