農(nóng)村地區(qū)對電氣化需求的增加帶來了挑戰(zhàn)，但也為分散電氣化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了機會。與基于發(fā)達國家通常使用的大型集中式發(fā)電站的常規(guī)電網(wǎng)相比，分散式方法可降低資本成本，減小占地面積并靈活部署。

2020年7月13日發(fā)表在《自然材料》上的論文的作者包括猶他州立大學化學家劉天標，劉博，胡波和胡茂偉，他們描述了一種將能量轉換和存儲結合在一起的太陽能流電池設計。該項目的合作者包括威斯康星大學麥迪遜分校的李文杰和金松，新南威爾士大學和澳大利亞悉尼大學的安妮塔·霍-拜利，以及沙特阿卜杜拉國王科技大學的Jr-Hau He阿拉伯和城市大學。

美國大學化學與生物化學系助理教授劉說：“這項技術可以促進偏遠地區(qū)的電氣化。”他在研究中的參與得到了他在2019年獲得的美國國家科學基金會職業(yè)資助的支持。

他說，該設計將光電化學太陽能電池與水性有機氧化還原液流電池(AORFB)集成在一起。

“這些技術中的每一種都具有優(yōu)勢，” Liu說。“光伏電池將陽光轉化為電能，而液流電池可以由太陽能電池充電以同時存儲太陽能。集成設計產(chǎn)生了很高的電壓和非常穩(wěn)定的循環(huán)。”

該技術基于Liu的實驗室在ChemComm 2018年的一篇論文中對AORFB的研究成果。

劉說：“由于電網(wǎng)能量不穩(wěn)定，需要頻繁充電和放電的不規(guī)則循環(huán)，以及不規(guī)則的完全充電，對太陽能和風能等環(huán)保能源的電池存儲提出了挑戰(zhàn)。” “此外，我們需要安全和負擔得起的儲能電解質解決方案。AORFB在滿足這些需求方面顯示出巨大的希望。”

此外，Liu實驗室正在設計用于集成海水淡化和能量存儲的AORFB，該團隊在2020年4月27日的高級功能材料在線版中進行了報道。這項研究得到了猶他州科學技術與研究(USTAR)倡議大學技術加速撥款(UTAG)的資助。

Liu說：“將海水淡化和能量存儲結合到一個雙功能設備中，提供了一個機會，可以從一個硬件安裝中解決一個日益嚴重的全球性問題，而不是兩個。”