這不是泥炭味霜淇淋,麻省理工學院研發新型「半固態」液流電池

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 02 日 17:25 | 分類 能源科技 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


液流電池為備受看好的長時間電網級儲能選項,但過去高效率總伴隨著高昂成本,必須要使用昂貴的「釩」當原料,這次美國麻省理工學院(MIT)推出價格更實惠的高效率的電池電極配方,為「霜淇淋」質地的半固態液流電池。

在電網級儲能系統中,液流電池身具設置量可靈活擴大優點,成本更比大規模鋰離子電池還要漂亮。現在常見的液流電池技術為釩液流電池(釩氧化還原液流電池)這種電池由兩個電解質槽組成,中間隔著質子交換膜,充放電時釩會變成不同的氧化狀態,也不會出現衰退問題,可以用相對較低的成本儲存大量再生能源,並可儲存數月之久,補上太陽能、風能等間歇性再生能源缺口。

麻省理工學院能源計畫的研究科學家 Emre Gençer 表示, 半固態液流電池或許能挽救生命財產,尤其是當自然災害發生,太陽能、風力發電系統等再生能源一天或更久無電可發的時候。

 

(Source:麻省理工學院

現在麻省理工學院提出更便宜的液流電池設計,遠遠看來就是一坨黑嚕嚕的泥炭混合物、稠度可與蜂蜜媲美,團隊將二氧化錳(MnO2)顆粒和炭黑中的導電添加劑混合,看似泥炭味的「霜淇淋」實際上是半固態的液流電池。

雖說新液流電池為半固態質地,代表需要使用更多的動力讓液體穿過中央的質子交換薄膜,不過麻省理工學院團隊認為,縱使如此,新型液流電池無論在成本還是效率方面,皆有良好表現。計算持續運作 8 小時、24 小時和 72 小時的資金成本後,發現只要運作時間超過一天,成本就優於釩液流電池與鋰離子電池。

來自麻省理工學院機械工程系的研究作者 Thaneer Malai Narayanan 表示,團隊進行全面、由下而上的分析,更了解電池的表現與成本,並在其中做出取捨,最終證明新設計比其他系統更便宜,而且還可以靈活擴大設置規模。

這份研究並非否定鋰離子電池在電池儲能系統的腳色,基本上這兩項技術負責支援不同的電網狀況,鋰電池的毫秒級快速反應機制能有效穩定電網頻率,提高供電品質與穩定性,也可以滿足短時間的電力儲存,而氫燃料電池、液流電池則能補上長時間儲能的空缺,麻省理工學院團隊計劃繼續開發新型電池系統,研究它們在電力系統所扮演的腳色。

(首圖來源:Unsplash