麻省理工學院研發新型熔鹽電池,可望成為電網級儲能系統

作者 | 發布日期 2018 年 01 月 28 日 0:00 | 分類 能源科技 , 零組件 , 電力儲存 follow us in feedly

再生能源為間歇性能源,在無風或是烏雲密布時,風力發電與太陽能廠無法運作,於是廠商紛紛希望可以搭配能源儲存系統,增加電力調度的靈活性,但目前鋰電池的價位還是比較高,無法大規模的裝置並搭配電網。



於是麻省理工學院的研究人員研發了一種新型熔鹽電池,改進具有 50 年歷史的熔鹽電池技術,創造便宜、儲存效率高和壽命長的電池。以往的熔鹽電池例如氯化鎳或是氯化鈉電池,讓電極維持在高溫狀態,使之保持在熔態(molten state)並讓電荷可以在其中流動。

熔鹽電池的電極內需要裝置薄膜,其功用除了分隔熔鹽電池內的組件,也要讓內部分子保持流通。過去的研究利用 β 型氧化鋁陶瓷層(beta-alumina ceramic layer)做為薄膜,但由於陶瓷層脆弱且易碎,難以步向商業規模。

而麻省理工研究人員發現一種不同的薄膜──塗有氮化鈦的鋼網,利用其電性質(electrical properties)讓綱網跟陶瓷膜有同樣效果,且不會有易碎的特性。陶瓷膜是利用材料中的孔洞大小來阻擋與篩選分子通過,而鋼網則是用電性能來取得相同功能,且更加長壽。

麻省理工教授 Donald Sadoway 表示,新的薄膜可以應用於各種熔鹽電池,並為電池設計開闢另一條路。未來製造鈉硫電池或是氯化鎳、氯化鈉電池將不再需要使用脆弱的陶瓷膜層。且由於價格便宜,原材料相對豐富、運作特性也非常安全,在反覆充放電循環後也能維持功效,這項突破讓熔鹽電池可達商業化。

不過該電池不適合用於電動車或是消費性電子產品,其優勢在於能與成本高昂的大型儲能系統競爭,麻省理工教授 Donald Sadoway 表示,這項設計讓廠商能以低成本建置大規模的電池,甚至可用於電網級的儲能系統,輔助間歇性的再生能源,而同樣的技術也可以用於其他地方,例如金屬製造。

該研究團隊包括武漢理工大學教授 Fei Chen、日本原子力研究所科學家 Nobuyuki Tanaka、麻省理工學院科學家 Takanari Ouchi 與博士後研究員 Huayi Yin、Brice Chung 與 Ji Zhao。而這項研究計畫也得到法國石油巨擘 Total 的支持。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:麻省理工學院