再生能源为间歇性能源,大力推动之余也要考量到阴天、无风天气时,太阳能板与风力发电无电可发的情形,对此,美国南加州大学带来便宜、原料取得容易,储存时间又长的储能系统:氧化还原液流电池(Redox Battery)。
与现在常见又小颗的锂离子电池不同,氧化还原液流电池透过两个超大储罐来提供电力,两个储罐中间连接处会有个“发电区”,当储罐中的化学溶液流到发电区,就会隔着薄膜,产生离子交换开始放电或储电。
目前最为常见的液流电池为全钒氧化还原液流电池(VRB),虽然容量大、非常适合应用在电网级储能系统,但储罐中的钒、溴溶液既危险又不环保,还有成本高的问题,对此,南加大决定让液流电池改头换面,用有机材料与矿业废弃物打造全新的液流电池系统。
(Source:南加大)
科学家采用的材料都不稀有,硫酸铁溶液(iron sulfate)是矿业废弃物,可用于媒染剂以及工业废水凝结剂,医学上也可以用在止血剂,另一个材料为蒽醌二磺酸(AQDS,蒽醌音同恩昆),是由二氧化碳等炭基材料制成,因为其稳定性、溶解度与储能潜力皆不错,已经应用在氧化还原液流电池中。
团队发现这两种并不陌生、又便宜材料相互合作后,能激荡出更多火花,具有大规模储能潜力,能量在数百次充放电后也不见损失,与钒氧化还原液流电池相比,材料也更加便宜,有助于降低电费成本。
科学家预估,10 美分可以买 2.2 磅的硫酸铁,AQDS 大规模制造后,每磅约 1.6 美元,团队估算,新型液流电池每 KWh 仅 66 美元,电力成本不到钒氧化还原液流电池的二分之一,也远低于锂离子电池的每 KWh 156 美元。
主要作者 Sri Narayan 表示,至今为止,储能领域还没出现可用 25 年,经济可行、环境友善的系统,其中锂离子电池不大长寿,钒液流电池则昂贵且毒性相对强,而团队的研发的新型氧化还原液流电池有机会实现这一目标,可用于住宅、商业和工业储能。
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(首图来源:pixabay)
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