讓蠟燭更芬芳的化學物,還能讓有機液流電池成真

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 28 日 18:30 | 分類 能源科技 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


隨著全球正進行能源轉型,再生能源裝置量與日俱增,我們也需要更加多元的儲能系統來儲存並調度電力,尤其是當太陽能、風力發電等間歇性能源進場後,後需要維持電網穩定,其中液流電池便是受矚目的長時間儲能候選人,可以儲存好幾個月的能量,美國科學家還用蠟燭常見原料,進一步提高能量密度與延長使用壽命。

雖說電池儲能系統是近年來裝置量提升速度最快的儲能裝置,不僅能快速支援電網並調節頻率,還可以增進現有機組運行穩定性,不過儲能系統有很多種,還是得依照應用需求以及不同系統特性進行裝設。

液流電池則又是另一種儲能方式,將能量儲存在電解質之中,透過不同的活性物、濃度與添加物,改變儲能容量,而目前安全性、儲電時間最長的液流電池為「全釩液流電池」,週期長達 5,000 至 20,000 次,只是釩開採成本高昂,科學家一直在尋找可替代的環保有機材料。

現在,美國能源部太平洋西北國家實驗室(PNNL)的科學家們發現了另一種頗具潛力的候選物,名為芴酮的有機化合物,他除了是讓蠟燭聞起來更香的背後功臣,還廣泛用在 LED、瘧疾藥物、太陽能電池。

▲ 芴酮(Source:PNNL)

不過芴酮的溶解性較低,難以傳遞電子,研究人員經過一番複雜的化學處理後,才將芴酮溶解性從 提高至 1.5 mol/L,才能將芴酮應用在水性氧化還原液流電池中,研究作者 Wei Wang 表示,透過分子工程,我們把這種被視為難以使用的材料,轉變成儲能材料,這項研究也同時拓展化學的研究廣度。

新型液流電池的表現與芴酮濃度有關,不過團隊並沒有透露在水性液流電池中加入多少比例的芴酮,團隊僅表示,新型液流電池的尺寸跟郵票差不多,並且能夠連續運行 120 天,充放電周期約 1,111 次,損耗率更不超過百分之三,使用壽命比其他有機液流電池更長。

團隊也對這項研究寄予厚望,表示新型液流電池的能量密度是釩基電池的兩倍以上,目前也已為新電池設計申請專利。

(首圖來源:PNNL

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