用钠、钾制液态金属成就高压液流电池

斯坦福大学研究人员开发的一种新的材料组合可能有助于开发一种可充电电池，能够存储通过风能或太阳能源产生的大量可再生能源。随着新技术的进一步发展，这种新技术可以在正常的环境温度下，快速、经济、高效地为电网提供能量。

一种名为液流电池的电池，长期以来一直被认为是存储间歇性可再生能源的有希望的候选者。然而，到目前为止，可能产生电流的液体种类要么受到它们所能输送的能量的限制，要么需要极高的温度，或者需要使用毒性很大或十分昂贵的化学品。

斯坦福大学材料科学与工程助理教授WilliamChueh及其博士生AntonioBaclig和JasonRugolo（是Alphabet研究子公司XDevelopment的技术探索者），他们决定尝试将钠和钾在室温下混合形成液态金属，作为电池电子供体或负向的液体。从理论上讲，这种液态金属每克的可用能量至少是其他流动电池负极流体的10倍。

“我们未来还有很多工作要做。”AntonioBaclig说，“但这是一种新型的液流电池，我们可以通过使用地球上丰富的原料来更经济地更好地利用太阳能和风能。”

该小组于7月18日将他们的科研成果发表在了“Joule”杂志上。

分离液流电池的正负极

为了使用电池的液态金属负极端，该小组找到了一种合适的、由钾和氧化铝制成的陶瓷膜，以保持负极和正极材料分离，同时允许电流流动。

这两个进步较之传统液流电池的最大电压增加了一倍多，该电池原型在数千小时的运行中仍能保持稳定。这种更高的电压意味着这种尺寸的电池可以存储更多的能量，这也降低了电池的生产成本。

“新电池技术有许多不同的性能指标需要满足：成本，效率，尺寸，寿命，安全性等，”AntonioBaclig说，“我们认为这种技术有可能通过科研人员更多的工作来满足所有的上述指标要求，这就是我们为此感到兴奋的原因。”

未来的改进

斯坦福大学的博士团队除了AntonioBaclig之外，学生们还包括GeoffMcConohy和AndreyPoletayev，他们发现陶瓷膜可以非常有选择性地防止钠迁移到电池的正极，如果膜成功实现这种功能的话，这对液流电池来讲是至关重要的。然而，这种类型的膜在高于200摄氏度（392华氏度）的温度下效果才是最显著的。为了追求室温电池，该小组尝试使用更薄的薄膜。这提高了设备的功率输出，结果表明改进膜的设计是一条很有发展前景的道路。

他们还试验了四种不同的液体作为电池的正极。水基液体会迅速降解膜，但他们认为非水基液体的选择将有助于改善电池的性能。