雙膜技術為長期儲能提供了希望

　　帝國理工學院的研究人員表示，一種新的電池設計方法可以為低成本、長期儲能提供關鍵技術支持。

　　工程師和化學家團隊創造了一種多硫化物-空氣氧化還原液流電池(PSARFB)，它不是一個，而是兩個膜。雙膜設計克服了這種大型電池的主要問題。該研究發表在《自然通訊》上。

　　在氧化還原液流電池中，能量存儲在液體電解質中，在充電和放電期間流經電池，通過化學反應實現。儲存的能量由電解質的體積決定，這使得這種電池的設計很容易擴大規模。然而，傳統氧化還原液流電池中使用的電解液——釩——價格昂貴，目前主要來自中國或俄羅斯。

　　由Nigel Brandon和Anthony Kucernak教授領導的團隊一直在研究使用廣泛可用的低成本材料的替代品。他們的方法使用液體作為一種電解質，同時使用氣體作為另一種電解質——在這種情況下是多硫化物（溶解在堿性溶液中的硫）和空氣。然而，多硫化物-空氣電池的性能是有限的，因為沒有一種膜可以完全使化學反應發生，同時仍能防止多硫化物進入電池的其他部分。

　　來自帝國理工學院地球科學與工程系的歐陽博士解釋說：“如果多硫化物進入空氣一側，那么你會從一側失去材料，這會減少那里發生的反應并抑制催化劑在空氣中的活性。另外，這會降低電池的性能——所以這是我們需要解決的問題。”

　　研究人員設計的替代方案是使用兩個膜來分離多硫化物和空氣，在它們之間使用氫氧化鈉溶液。該設計的優勢在于，包括膜在內的所有材料都相對便宜且可廣泛使用，并且該設計在可用材料方面提供了更多選擇。

　　與迄今為止從多硫化物-空氣氧化還原液流電池中獲得的最佳結果相比，新設計能夠提供更高的功率，高達每平方厘米5.8毫瓦。

　　由于成本是長期和大規模存儲的關鍵因素，團隊還進行了成本分析。他們計算出能源成本——存儲材料的價格與存儲的能量的關系——約為每千瓦時2.5美元（16.5元人民幣）。電力成本-與電池中的膜和催化劑價格相關的充電和放電率-被發現約為每千瓦1600美元（10590元人民幣）。

　　同時也是工程學院院長的Nigel Brandon教授說：“我們的雙膜方法非常令人興奮，因為它為這種電池和其他電池開辟了許多新的可能性。為了使這種具有成本效益的大規模儲能得以實現，需要對性能進行相對適度的改進，這可以通過改變催化劑以提高其活性或通過進一步改進所使用的膜來實現。”

　　RFC Power Ltd首席執行官Tim Von Werne表示：“迫切需要新的方法以合理的成本在數天、數周甚至數月內儲存可再生能源。這項研究顯示了一種新的途徑。”

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