千次循環(huán)依舊健康 新鐵基液流電池或成為新能源支柱
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】電能是新能源的一種重要載體，儲(chǔ)能產(chǎn)品則一定程度上為電能提供了一種靈活調(diào)度的手段，提升了電能的穩(wěn)定性，擴(kuò)展了電能使用的靈活性。換言之，作為目前儲(chǔ)能產(chǎn)品中極具代表性的一類(lèi)，電池技術(shù)的發(fā)展一定程度上影響著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和穩(wěn)定性。因此，電池技術(shù)同樣是新能源領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。
而在電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，大規(guī)模儲(chǔ)能一直也是一個(gè)重要性話題。眾所眾知，新能源存在間歇性的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是其產(chǎn)生能量的過(guò)程受到環(huán)境的影響，不同季節(jié)不同時(shí)間所能提供的能源并不穩(wěn)定，因此許多時(shí)候需要統(tǒng)一儲(chǔ)備，來(lái)滿足長(zhǎng)時(shí)間使用的需要。而不同于傳統(tǒng)電子產(chǎn)品對(duì)于電池的需求，這種需要供給整個(gè)電網(wǎng)使用的電池不但需要更大的儲(chǔ)能空間，還需要擁有更長(zhǎng)的充電周期，以滿足隨機(jī)充放電的使用需要。
顯然這并非一件易事，僅僅是解決充電周期內(nèi)充電容量的快速下降就花費(fèi)了研究人員非常大的精力。而就在最近，美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在鐵基電池領(lǐng)域獲得了突破，設(shè)計(jì)出了一種比先前類(lèi)似鐵基電池使用壽命更長(zhǎng)，相同充電周期內(nèi)充電容量下降更慢的電池——鐵基液流電池。
據(jù)悉，這種新的鐵基電池創(chuàng)新性地將水處理設(shè)施中使用的一種常見(jiàn)化學(xué)品用于大規(guī)模儲(chǔ)能，這種物質(zhì)被稱為含氮三膦酸酯、次氮基三甲基膦酸(NTMPA)。由于這種物質(zhì)主要被水廠用于抑制腐蝕，因此非常容易大量獲得。而它恰巧能將帶電鐵與中性pH值的磷酸鹽基液體電解質(zhì)或能量載體相結(jié)合.
鐵基液流電池的工作原理并不復(fù)雜，與大多數(shù)電池一樣通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)充電，并以化學(xué)鍵的形式儲(chǔ)存能量，不過(guò)在其特別的雙腔室結(jié)構(gòu)(由兩個(gè)腔室組成，每個(gè)腔室都充滿不同的液體)，以及NTMPA的影響下，這種電池制造工藝得到了足夠的簡(jiǎn)化，理論上來(lái)說(shuō)，建設(shè)從實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)規(guī)模到城市街區(qū)的大小的鐵基液流電池都是可行的，并且實(shí)際使用事，千次循環(huán)充電電池仍可保持超九成最大容量。
目前這種電池存在的主要問(wèn)題還是停留在能量密度。盡管從宏觀角度來(lái)看，用地球上儲(chǔ)量豐富的材料構(gòu)建的新系統(tǒng)比現(xiàn)有的商業(yè)化系統(tǒng)在擴(kuò)張性和可能性上更為突出，但是相較于更加成熟的技術(shù)，9瓦時(shí)/升的能量密度還是遜色了。但這項(xiàng)技術(shù)歸根結(jié)底還處于起步階段，或許隨著技術(shù)的不斷成熟，未來(lái)某一天，新鐵基液流電池會(huì)成為新能源電網(wǎng)上一顆璀璨的明珠。
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