中國粉體網(wǎng)訊  美國Pacific Northwest國立研究所(PNNL)開發(fā)了一項90%以上的儲存電力容量最長可維持12周的鋁鎳熔鹽電池。使用的熔鹽電解質(zhì)加熱至180℃左右時產(chǎn)生離子導(dǎo)電性而可進(jìn)行充放電，但冷卻至室溫后因凝固而失去導(dǎo)電性，抑制自然放電，進(jìn)而長期間保持充電狀態(tài)。在將輸出波動較大的可再生自然能源并入電力系統(tǒng)(電網(wǎng))之際，新技術(shù)可望成為促進(jìn)季節(jié)性或時間性的電力輸出穩(wěn)定化的重要手法。 研究結(jié)果于2022年3月23日在網(wǎng)上發(fā)表在《細(xì)胞報告物理科學(xué)》雜志上。

(圖片來源：fabcross)

為了應(yīng)對全球變暖，正在引進(jìn)太陽能和風(fēng)能等可再生能源。 然而，由于天氣、陽光和季節(jié)的變化，輸出變化很大，因此很難穩(wěn)定地連接商業(yè)電網(wǎng)。 作為解決方案之一，正在開發(fā)一種大型蓄電池技術(shù)，用于存儲和平衡產(chǎn)生的電力能量。

目前已有鉛酸電池、鈉硫電池、鎳氫電池等各種蓄電池，但在保存期間發(fā)生的自然放電是共通的問題，例如汽車長時間停駛后出現(xiàn)電瓶沒電的現(xiàn)象。因此PNNL投入精力盡可能防止自然放電的蓄電池開發(fā)，并把焦點放在由熔鹽電解質(zhì)引起的「凍融現(xiàn)象(Freeze-thaw)」。 

利用在室溫下為非導(dǎo)電性的固體無機(jī)鹽做為電解質(zhì)，可讓電力儲存時的正極與負(fù)極處于絕緣狀態(tài)，進(jìn)而抑制自然放電。當(dāng)電解質(zhì)被加熱成熔鹽時會產(chǎn)生離子導(dǎo)電性，電池活性化后即可提取電能。而這種熔鹽電池是二戰(zhàn)期間德國為V2火箭開發(fā)的一項技術(shù)。 

PNNL的研究團(tuán)隊利用資源豐富的鋁陽極與鎳陰極，并在電解質(zhì)中添加硫黃增加能量密度，并確認(rèn)試作出的電池原型(Prototype)初期儲能容量的92%可維持長達(dá)12周，理論能量密度為260 Wh/kg，高于鉛酸電池或液流電池。此外，對于設(shè)置在陽極與陰極之間的隔離膜，PNNL使用簡單的玻璃纖維取代昂貴且容易損壞的陶瓷隔離膜，確保低成本與堅固性。 

電力儲存的材料成本也非常低，1kWh約為23美元。研究人員表示，通過使用更便宜的鐵，將成本降低到6美元左右，并有望達(dá)到目前鋰離子電池材料成本的十五分之一。

參考來源：

https://engineer.fabcross.jp/archeive/220520_freeze-thaw-battery.html

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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