據(jù)外媒報(bào)道振害,隨著風(fēng)能和太陽能等可再生能源的不斷崛起乒裆,需要有創(chuàng)造性的解決方案來存儲(chǔ)從自然界中間歇性的能源湃杏。一種潛在的解決方案被稱為熔鹽電池,它提供了鋰電池所沒有的優(yōu)點(diǎn)洁揽,不過它也有它自己存在的問題±喾保現(xiàn)在,來自桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們提出了一種能解決了這些缺點(diǎn)的新設(shè)計(jì)所讶,并展示了一種可以工作的熔鹽電池--它可以以更低成本建造并與此同時(shí)能存儲(chǔ)比以往版本更多的能量惊眠。
以廉價(jià)和高效的方式儲(chǔ)存大量能源是用可再生能源為整個(gè)城市供電的關(guān)鍵,盡管它有許多優(yōu)勢(shì)妄温,但這正是昂貴的鋰電池技術(shù)所欠缺的尖鲜。熔鹽電池是一種更具成本效益的解決方案,它使用在高溫幫助下能保持熔鹽狀態(tài)的電極瓷莽。這是桑迪亞的科學(xué)家們一直在努力改變的宣璧。
“我們一直在努力將熔鹽電池的工作溫度降到盡可能低的物理溫度,”該項(xiàng)目的首席研究員Leo Small說道溃卡,“在降低電池溫度的同時(shí)還可以整體降低成本溢豆。你可以使用便宜些的材料。電池需要更少的絕緣瘸羡,而連接所有電池的線路可以變得更薄漩仙。”
在商業(yè)上,這種電池被稱為鈉硫電池最铁,世界上已經(jīng)開發(fā)了一些該類型電池讯赏,但它們通常需要在520到660°F(270到350°C)的溫度下工作。桑迪亞團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)則要低得多冷尉,盡管這樣做需要重新思考漱挎,因?yàn)樵诟邷叵鹿ぷ鞯幕瘜W(xué)物質(zhì)并不適合在較低的溫度下工作。
這群科學(xué)家們的設(shè)計(jì)由液態(tài)金屬鈉和一種新型液體混合物組成雀哨,這種液體混合物由碘化鈉和氯化鎵組成磕谅,科學(xué)家們稱之為陰極電解質(zhì)。當(dāng)電池釋放能量時(shí)雾棺,化學(xué)反應(yīng)發(fā)生進(jìn)而產(chǎn)生鈉離子和電子以通過高選擇性的分離材料并在另一邊產(chǎn)生熔鹽電池膊夹。
這款鈉硫電池可以在230 °F(110°C)的溫度下工作,經(jīng)過8個(gè)月的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、充放電次數(shù)超過400次證明了它的價(jià)值邀敲。此外恰印,它的電壓為3.6伏特,科學(xué)家說這比市面上的熔鹽電池高出40%珍媚。這可能等同于含有更少電池的版本瓢圈,因此具有更高的能量密度。
研究論文作者M(jìn)artha Gross表示:“由于我們?cè)谶@篇論文中所報(bào)道的新型陰極電解質(zhì)尼布,我們對(duì)能將多少能量注入這個(gè)系統(tǒng)感到非常興奮珊场。雖然熔鹽電池已經(jīng)存在了幾十年、遍布全球朦舟,但從來沒有人談?wù)撨^它們逼酗。所以,能降低溫度并獲得一些數(shù)據(jù)并說‘這是一個(gè)真正可行的系統(tǒng)’是非常棒的投湿。”
現(xiàn)在诽昨,科學(xué)家們正將注意力轉(zhuǎn)向降低電池的成本,這可以通過取代比食鹽貴100倍左右的氯化鎵來實(shí)現(xiàn)褥民。他們稱季春,雖然這項(xiàng)技術(shù)距離商業(yè)化還有5到10年的時(shí)間洗搂,但對(duì)他們有利的是電池的安全性消返,因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
“這是低溫熔鹽電池長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)的首次演示耘拇,”研究作者Erik Spoerke表示撵颊,“我們已經(jīng)打造東西的神奇之處在于,我們已經(jīng)確定了鹽化學(xué)和電化學(xué)惫叛,這使我們能在230°F的條件下有效地工作倡勇。這種低溫碘化鈉結(jié)構(gòu)是對(duì)熔融鈉電池的一種改造。”