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液流電池容量和壽命大大提升！只需加入這種添加劑……
時間:2023-07-13 09:19來源:新能源日報 作者:黃君芝
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為能更好地適配電網應用，科學家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命；PNNL找到了一種常見的食品和藥品添加劑；在持續(xù)充放電的情況下，其儲存和釋放能量的能力可以保持一年多。
一直以來，清潔能源都是解決氣候變化的主要方案。然而，太陽能和風能的供電并不穩(wěn)定。鋰離子電池雖然可以儲存能量，但關鍵金屬的資源有限。而液流電池也是其中一種解決方案。
為能更好地適配電網應用，科學家們一直在不斷尋求提高液流電池的容量和壽命。終于，來自美國能源部太平洋西北國家實驗室（PNNL）的一個研究小組最近在這方面取得了突破。他們將最新研究成果發(fā)表在了《焦耳》（Joule）雜志上。
在最新實驗中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，一種常見的食品和藥品添加劑——β-環(huán)糊精的溶解單糖（淀粉的衍生物），可以提高下一代液流電池的容量和壽命。在持續(xù)充放電的情況下，其儲存和釋放能量的能力可以保持一年多。
所謂的液流電池和手機里的鋰電池一樣，都包括將電解質中存儲的能量轉換成電能的正負電極，以及將電荷從一個電極傳送到另一個電極的電解質三大組成。不過，傳統(tǒng)電池將正負電極和電解質一起封裝，液流電池則將正負電極分開，電解液各自循環(huán)。
這項研究成果將使此前PNNL獲得專利的液流電池性能“更上一層樓”。此前，研究人員展示了另一種常見的化學物質，稱為芴酮，是一種有效的液流電池成分。但最初的突破需要改進，因為與商業(yè)化的液流電池技術相比，這個過程太慢。
“我們一直在尋找一種簡單的方法，在我們的水基電解質中溶解更多的芴醇，”研究人員說，“β-環(huán)糊精適度地幫助了這一點，但它真正的好處是這種驚人的催化能力。”
研究人員進一步解釋稱，糖添加劑接受帶正電的質子，這有助于平衡電池放電時負電子的運動。細節(jié)有點復雜，但這就像糖讓鍋變甜，讓其他化學物質完成它們的“化學舞蹈”。
最后，研究小組還在通過實驗其他類似于β-環(huán)糊精但更小的化合物來進一步改進該系統(tǒng)。他們說，和蜂蜜一樣，β-環(huán)糊精的加入也會使液體變稠，這對于流動的系統(tǒng)來說不是很理想。盡管如此，研究人員仍然認為，它的好處大于缺點。
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