钜大LARGE | 点击量:987次 | 2020年06月09日
水性有机电池有望替代锂离子电池
锂离子电池有着相当不错的便携性,但是它们也有一些比较明显的缺点——比如散热和有毒元素——这限制了其应用的发展。不过,美国南加州大学的科学家们,却正致力于水性有机电池(water-basedorganicbattery)的研究。新技术不仅成本低,而且也更环保,并且有望应用到风力或太阳能发电的储能端。
南加州大学开发的这项技术,正式名称为有机回流电池(Organicreduxflowbattery),而其工作原理则有点像燃料动力电池。
与之类似的还有美国宇航局开发的太阳神电动无人机(其采用了两套电化学物质溶液剂)。这些溶液剂(solutions)会通过薄膜进行反应,并出现电能。
研究团队表示,容器的大小尺寸可以随意定制,因此最终储能大小就取决于储罐的最终尺寸。此外,该液流电池还比锂离子电池(及其变种)有着更佳的使用寿命。
南加州大学文理学院化学教授SriNarayan表示:新型电池可达到5000次的循环充电,预计使用寿命为15年。与之相对的是,锂离子电池只有大约1000次的循环使用寿命,而制造成本却是液流电池的10倍以上。
该有机回流电池的关键,在于其所使用的电活性材料——它没有使用金属或其它有毒物质,而是有机化合物。
通过反复试验,研究人员得以开发出基于氧化有机化合物(oxidizedorganiccompounds)的材料——quinones。
其广泛存在于植物、真菌和细菌,某些动物、以及参与光合用途和细胞呼吸组织中。该研究团队认为,该技术有朝一日可实现兼顾环保和成本效益的超大规模电池库。