德國耶拿大學(xué)（FSU Jena）能源與環(huán)境化學(xué)中心與該校附屬公司合作，以有機(jī)聚合物和無害鹽溶液為基礎(chǔ)，開發(fā)出一種易于操作、安全經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)，向造出商業(yè)化的氧化還原液流電池邁出了關(guān)鍵一步。
太陽能和風(fēng)能是重要的可再生能源，但它們天然不穩(wěn)定。要想持續(xù)供電，穩(wěn)定的電網(wǎng)、電能存儲設(shè)備必不可少。氧化還原液流電池在解決這一問題上最有前景，但其最大缺點(diǎn)是需要昂貴的材料和腐蝕性酸。
與傳統(tǒng)電池不同，氧化還原液流電池的電極不是固體材料（如金屬或金屬鹽），而是一種溶液形式：電解質(zhì)溶液存儲在兩個箱中，作為電池的正負(fù)端。在泵的幫助下，聚合物溶液轉(zhuǎn)移到一種電化學(xué)電池中被還原或氧化，由此給電池充電或放電。為防止電解質(zhì)混合，電池用膜分成兩個部分。
耶拿大學(xué)有機(jī)與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的馬丁·海格教授說，傳統(tǒng)的氧化還原液流系統(tǒng)大都使用重金屬釩，將其溶于硫酸作電解液，不僅極為昂貴，且有高度腐蝕性，須用一種特殊的膜處理，電池的壽命也是有限的。而新液流電池用了新的合成材料，其核心結(jié)構(gòu)就像有機(jī)玻璃和聚苯乙烯泡沫塑料，其中加入的功能分子團(tuán)讓材料能得失電子。
因不需要腐蝕性酸，所以可用一種簡單廉價的纖維膜，而不必用有毒、昂貴的材料。這種電池的成本很低，幾乎接近傳統(tǒng)的金屬和酸系統(tǒng)。
海格說，在這一系統(tǒng)中，儲電量和功率都能各自調(diào)整，幾乎不會產(chǎn)生任何自放電的情況。在第一次測試中，新型電池能經(jīng)受一萬次充電循環(huán)，充電能力損失仍未超過閾值。這一系統(tǒng)的能量密度是10瓦時/升，目前研究人員正在開發(fā)更大、更高效的系統(tǒng)。
耶拿大學(xué)能源與環(huán)境化學(xué)中心主管烏爾里希·舒伯特說，將這種基于聚合物的氧化還原液流電池作為大型風(fēng)電場和光伏電站的儲電設(shè)備，是非常理想的。
相關(guān)研究成果發(fā)表在最近出版的《自然》雜志上。
