史丹佛大学团队开发新型液流电池，负极电解液采用于室温下保持液态的钠钾金属混合物，让能量密度较其他种类的负极流体还提高 10 倍，最大电压增加 1 倍以上。
和传统电池不同，液流电池不是将电子储存在电池结构内，而是储存在外部两侧储存槽的液体化学溶剂内，当需要充电或放电时，溶剂再被泵抽送到中间的电解池（发电室），池内有一层薄膜隔开两种溶剂，透过金属离子的氧化价数交换来达成能量转换目的。
而液流电池能量密度取决于两侧溶剂槽的大小，功率密度取决于电解池大小及泵加压能力，能依据使用需求调整功率与能量密度，加上安全、环保、低成本、接近无限长的使用寿命优势，与太阳能、风能、地热能等间歇性再生能源非常合拍，被视为极具开发潜力的新型储能系统，能缓冲、调节再生能源并入电网时的电力。
▲ 典型液流电池运作示意图。（Source：By Nick B. [CC BY-SA 3.0 ], from Wikimedia Commons）
不过到目前为止，液流电池的发展还受限于三大障碍：化学溶剂种类其能量密度还不够高、一些化学溶剂需要极端高温才能反应、或是需使用昂贵且高毒性的溶剂。
史丹佛大学材料科学与工程助理教授 William Chueh 团队因此决定尝试钠和钾。两种金属在室温下混合形成液态金属，当作液流电池的负极电解液，理论上，这种液态金属的能量密度至少是其他液流池溶剂候选者的 10 倍；正极材料团队则尝试了 4 种不同的水性溶剂。
第二种新技术则是电解池中的隔膜，团队以钾和氧化铝制成陶瓷膜，确保正负极溶剂既能保持分离，又能让电流稳定流通。
虽然初步实验结果喜忧参半，喜的是新组合提高了电压达 1 倍，代表整体能量密度更高、生产成本更低，而团队的原型电池稳定运作了数千小时；忧的是隔膜很容易就被正极水性溶剂降解，团队认为采用非水性溶剂可能会更恰当，下一步研究人员将准备寻找更合适的非水性溶剂，并调整隔膜厚度以提高功率输出。
新论文发表在《Joule》期刊。
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（首图来源：史丹佛大学）
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