液流电池为备受看好的长时间电网级储能选项,但过去高效率总伴随着高昂成本,必须要使用昂贵的“钒”当原料,这次美国麻省理工学院(MIT)推出价格更实惠的高效率的电池电极配方,为“霜淇淋”质地的半固态液流电池。
在电网级储能系统中,液流电池身具设置量可灵活扩大优点,成本更比大规模锂离子电池还要漂亮。现在常见的液流电池技术为钒液流电池(钒氧化还原液流电池)这种电池由两个电解质槽组成,中间隔着质子交换膜,充放电时钒会变成不同的氧化状态,也不会出现衰退问题,可以用相对较低的成本储存大量再生能源,并可储存数月之久,补上太阳能、风能等间歇性再生能源缺口。
麻省理工学院能源计划的研究科学家 Emre Gençer 表示, 半固态液流电池或许能挽救生命财产,尤其是当自然灾害发生,太阳能、风力发电系统等再生能源一天或更久无电可发的时候。
(Source:麻省理工学院)
现在麻省理工学院提出更便宜的液流电池设计,远远看来就是一坨黑噜噜的泥炭混合物、稠度可与蜂蜜媲美,团队将二氧化锰(MnO2)颗粒和炭黑中的导电添加剂混合,看似泥炭味的“霜淇淋”实际上是半固态的液流电池。
虽说新液流电池为半固态质地,代表需要使用更多的动力让液体穿过中央的质子交换薄膜,不过麻省理工学院团队认为,纵使如此,新型液流电池无论在成本还是效率方面,皆有良好表现。计算持续运作 8 小时、24 小时和 72 小时的资金成本后,发现只要运作时间超过一天,成本就优于钒液流电池与锂离子电池。
来自麻省理工学院机械工程系的研究作者 Thaneer Malai Narayanan 表示,团队进行全面、由下而上的分析,更了解电池的表现与成本,并在其中做出取舍,最终证明新设计比其他系统更便宜,而且还可以灵活扩大设置规模。
这份研究并非否定锂离子电池在电池储能系统的脚色,基本上这两项技术负责支援不同的电网状况,锂电池的毫秒级快速反应机制能有效稳定电网频率,提高供电品质与稳定性,也可以满足短时间的电力储存,而氢燃料电池、液流电池则能补上长时间储能的空缺,麻省理工学院团队计划继续开发新型电池系统,研究它们在电力系统所扮演的脚色。
- Ice-cream-like electrode may unlock cheap storage for renewable energy
- An energy-storage solution that flows like soft-serve ice cream
(首图来源:Unsplash)