斯坦福大學(xué)研究人員開發(fā)的新材料組合可能有助于開發(fā)可充電電池，該電池能夠存儲(chǔ)通過風(fēng)能或太陽能產(chǎn)生的大量可再生能源。隨著進(jìn)一步的發(fā)展，這項(xiàng)新技術(shù)可以在正常的環(huán)境溫度下快速，經(jīng)濟(jì)高效地向電網(wǎng)輸送能量。

該技術(shù)-的類型的電池被稱為液流電池-長期以來被認(rèn)為是用于存儲(chǔ)間歇性可再生能源的可能的候選者。但是，到目前為止，可以產(chǎn)生電流的液體種類要么受到它們可以輸送的能量的限制，要么需要極高的溫度，或者使用了劇毒或昂貴的化學(xué)物質(zhì)。

斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授William Chueh以及他的博士學(xué)位。學(xué)生Antonio Baclig和Jason Rugolo現(xiàn)在是Alphabet研究子公司X Development的技術(shù)探礦者，他們決定嘗試鈉和鉀。鈉和鉀在室溫下混合形成液態(tài)金屬時(shí)，會(huì)作為電子供體(或負(fù))側(cè)的流體。電池。從理論上講，這種液態(tài)金屬每克的可用能量至少是液流電池負(fù)極側(cè)流體的其他候選能量的10倍。

巴克利格說：“我們還有許多工作要做，但這是一種新型的液流電池，它可以使用地球上富足的材料，負(fù)擔(dān)得起地更多地利用太陽能和風(fēng)能。”

該小組在7月18日的Joule雜志上發(fā)表了他們的工作。

分離面

為了使用電池的液態(tài)金屬負(fù)極，該小組發(fā)現(xiàn)了一種由鉀和氧化鋁制成的合適的陶瓷膜，可以使負(fù)極和正極分離，同時(shí)允許電流通過。

兩者的共同進(jìn)步使傳統(tǒng)液流電池的最大電壓提高了一倍以上，并且原型在數(shù)千小時(shí)的運(yùn)行中保持穩(wěn)定。更高的電壓意味著電池可以為其尺寸存儲(chǔ)更多的能量，這也降低了電池的生產(chǎn)成本。

Baclig說：“一種新的電池技術(shù)要滿足許多不同的性能指標(biāo)：成本，效率，尺寸，壽命，安全性等。” “我們認(rèn)為這種技術(shù)有可能通過更多的工作來滿足所有人的要求，這就是我們對(duì)此感到興奮的原因。”

未來的改進(jìn)

斯坦福大學(xué)博士團(tuán)隊(duì) 包括Geoff McConohy和Andrey Poletayev在內(nèi)的Baclig的學(xué)生們發(fā)現(xiàn)，陶瓷膜可以非常有選擇性地防止鈉遷移到細(xì)胞的正側(cè)-如果膜要成功，則至關(guān)重要。但是，這種類型的膜在高于200攝氏度(392 F)的溫度下最有效。為了追求室溫電池，該小組嘗試了使用更薄的膜。這提高了設(shè)備??的功率輸出，并表明完善膜的設(shè)計(jì)是一條有希望的道路。

他們還嘗試了四種不同的液體作為電池的正極。水性液體會(huì)迅速降解膜，但他們認(rèn)為非水性選項(xiàng)會(huì)改善電池的性能。