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南方泵業(yè)

新型蓄電池設(shè)計(jì)助太陽(yáng)能發(fā)展

   2013-07-11 鋰電世界佚名10730
核心提示:中國(guó)電池網(wǎng) 美國(guó)能源部(DOE)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種低成本、長(zhǎng)壽命的電池,這種電池可以使太陽(yáng)能和風(fēng)能成為電網(wǎng)的主要供應(yīng)商。

    鋰電世界  美國(guó)能源部(DOE)SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種低成本、長(zhǎng)壽命的電池,這種電池可以使太陽(yáng)能和風(fēng)能成為電網(wǎng)的主要供應(yīng)商。

    斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授、斯坦福大學(xué)材料和能源科學(xué)院的成員崔毅表示:“風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,我們需要一種由經(jīng)濟(jì)的材料制成的電池,這種電池容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益,而效率依然很高。我們認(rèn)為我們的新電池可能是最好的,能夠更好的控制這些替代能源的自然波動(dòng)。”

    研究小組報(bào)告的結(jié)果發(fā)表在《能源和環(huán)境科學(xué)》5月刊,這項(xiàng)研究的部分成果獲得了美國(guó)能源部能源存儲(chǔ)研究聯(lián)合中心的支持。

    目前,電網(wǎng)無(wú)法承受太陽(yáng)能和風(fēng)力寬振幅引起的電力大幅及突然波動(dòng)。由于太陽(yáng)能和風(fēng)能提供給電網(wǎng)的總電量接近20%,所以必須有能源儲(chǔ)存系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)“間歇性”高峰和低谷--能量過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存起來(lái),輸入不足時(shí)釋放所存儲(chǔ)的能源。

    當(dāng)今,對(duì)于間歇電網(wǎng)儲(chǔ)存來(lái)說(shuō),最具前途電池是“流”電池,因?yàn)槠湓跀U(kuò)展貯槽、泵和管道方面相對(duì)簡(jiǎn)單,以滿足處理大容量能源的需要。崔毅研究小組開(kāi)發(fā)的新型流電池設(shè)計(jì)較以往的電池有了很大簡(jiǎn)化,而且較為便宜,這為規(guī)?;a(chǎn)提供了一種潛在可行的解決方案。

    今天的流電池一般通過(guò)一個(gè)互通的室注入兩種不同的液體,溶解的分子在這里發(fā)生化學(xué)反應(yīng),存儲(chǔ)或釋放能量。這個(gè)室里有一種膜,只允許未參與反應(yīng)的離子在液體中通過(guò),同時(shí)保持活性離子的物理分離。這種電池設(shè)計(jì)有兩個(gè)主要缺點(diǎn):液體成本高,這些液體中含有釩等稀有材料;它的膜也非常昂貴,而且需要經(jīng)常維護(hù)。

    斯坦福大學(xué)/SLAC新的電池設(shè)計(jì)只使用一種分子流,根本不需要膜。它的分子中大多由相對(duì)便宜的鋰元素和硫元素構(gòu)成,這些分子與一塊帶有允許電子通過(guò)的柵欄相互作用,而不分解金屬。放電時(shí),稱為鋰-聚硫化物(lithiumpolysulfide)的分子吸收鋰離子;充電時(shí),這些分子就釋放鋰離子到液體中。整個(gè)分子流溶解在有機(jī)溶劑中,不存在水性流電池的腐蝕問(wèn)題。

    崔毅說(shuō):“在最初的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,新電池還表現(xiàn)出優(yōu)秀的儲(chǔ)能性能,超過(guò)2,000次充放電過(guò)程。如果按每天一次充放電的話,那么這相當(dāng)于5.5年多?!?/P>

    為了展示他們的概念,研究人員創(chuàng)建了一個(gè)小型系統(tǒng),使用簡(jiǎn)單的玻璃器皿。往燒瓶里添加鋰-聚硫化物立即產(chǎn)生電力,能夠點(diǎn)亮一個(gè)LED燈。

    未來(lái),崔毅的研究小組計(jì)劃制造一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)以優(yōu)化能源存儲(chǔ)過(guò)程,確定潛在的工程問(wèn)題,并與潛在的全面現(xiàn)場(chǎng)示范單位開(kāi)始討論。

 

 
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