在德國(guó)，可再生能源的比重一直在上升。2020年初，可再生能源首次覆蓋了德國(guó)一半以上的用電量。但是，可再生能源變得越重要，就越需要存儲(chǔ)以這種方式產(chǎn)生的電力。當(dāng)太陽(yáng)不照在太陽(yáng)能板上或沒有氣流驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)時(shí)，也可以使用綠色能源。為此，必不可少的是合適的能量存儲(chǔ)裝置。耶拿(Jena)的弗里德里希·席勒大學(xué)(Friedrich Schiller University Jena)的研究人員最近開發(fā)出了有前途的新型聚合物電解質(zhì)，該電解質(zhì)用于氧化還原液流電池，具有靈活，高效和環(huán)保的特點(diǎn)。他們?cè)诒酒谥芯侩s志上報(bào)告了他們的成功先進(jìn)能源材料。

氧化還原液流電池的巨大潛力

耶拿化學(xué)家開發(fā)的新材料被用于所謂的氧化還原液流電池。“在這種類型的電池中，儲(chǔ)能組件溶解在溶劑中，因此可以存儲(chǔ)在分散的位置，這樣可以根據(jù)需要將電池從幾毫升縮放到幾立方米電解液。”弗里德里希·席勒大學(xué)耶拿能源與環(huán)境化學(xué)中心(CEEC耶拿)的Ulrich S. Schubert教授說(shuō)。

由于這種靈活性，氧化還原液流電池通常有很大的潛力，成為節(jié)能的重要手段存儲(chǔ)的未來(lái)。但是，到目前為止，它們還存在兩個(gè)弱點(diǎn)，阻礙了它們的廣泛使用。首先是經(jīng)常使用對(duì)環(huán)境有害和有毒的重金屬鹽(例如溶解在硫酸中的釩)作為電解質(zhì)。另一個(gè)問題是將電池限制在最高攝氏40度的工作溫度下，因此必須使用精巧的冷卻系統(tǒng)。在新材料的幫助下，這兩個(gè)問題得以解決。

更清潔，更耐熱，更高效

Schubert解釋說(shuō)：“我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型聚合物，該聚合物可溶于水，使其適合用于水性電解質(zhì)，并且含有鐵，從而具有存儲(chǔ)電能的能力。” “與此同時(shí)，該聚合物可以應(yīng)對(duì)高達(dá)60攝氏度的明顯更高的溫度，從而消除了用于敏感溫度管理的額外費(fèi)用。” 此外，在使用新系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試期間，耶拿研究人員發(fā)現(xiàn)它也比以前的系統(tǒng)更有效。

這意味著可以將電能存儲(chǔ)在無(wú)害的水基溶液中，然后將其暫時(shí)存儲(chǔ)在罐中，并且第二天可以再次使用電池中的電能，而不會(huì)造成重大損失或額外的精力。這種系統(tǒng)也可以在溫暖的地區(qū)使用，例如非洲，印度或巴西。“通過提高能量存儲(chǔ)介質(zhì)，我們認(rèn)為，氧化還原液流電池再次處于一個(gè)很好的位置，使作為一個(gè)重要貢獻(xiàn)的能源未來(lái)的存儲(chǔ)技術(shù)，”舒伯特說(shuō)。“而且我們的發(fā)展再次顯示出新型聚合物對(duì)于開發(fā)創(chuàng)新存儲(chǔ)方法的重要性。”