哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的科研人員近日研發(fā)出了一種新型液流電池，使用的電解液無毒、無腐蝕性、酸堿度呈中性，壽命可以超過十年，論文發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)·能源通訊》上。

    液流電池的電能一般貯存在外部的儲(chǔ)液罐中，罐越大，蓄電能力越強(qiáng)。電池正負(fù)極所裝的電解液不同，其中的陰陽離子透過薄膜交換以實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。

    對(duì)于風(fēng)能、太陽能這種間歇性、不穩(wěn)定的可再生能源，液流電池可以提供有效的存儲(chǔ)方案。但現(xiàn)在的液流電池在多次充放電循環(huán)后，儲(chǔ)存能力會(huì)下降，需要對(duì)電解質(zhì)定期維護(hù)。而由于電解液的腐蝕性，開發(fā)和維護(hù)成本較高。

    哈佛大學(xué)的研究人員改變了電解液的化學(xué)成分，把溶劑換成水，并使 pH 值呈中性，每充放電 1000 次儲(chǔ)存能力只會(huì)損耗 1%，而一般的鋰離子電池充放電 1000 次壽命即宣告走到盡頭。

    此外，因?yàn)殡娊庖核釅A度呈中性，所以沒有腐蝕性，電池其它部件也可以更換為更廉價(jià)的材料。目前大部分液流電池常采用聚合物防止腐蝕，費(fèi)用占整個(gè)電池成本的三分之一。

    研究團(tuán)隊(duì)的突破在于，改變了以往的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，讓正極的二茂鐵從不溶變成水溶，同時(shí)讓負(fù)極的紫羅精在中性溶液中不會(huì)迅速分解。

    研究人員正在與幾家公司合作，準(zhǔn)備將新技術(shù)向工業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化。哈佛大學(xué)已經(jīng)提交液流電池技術(shù)改進(jìn)的專利申請(qǐng)。

    美國能源部日前設(shè)立了一個(gè)目標(biāo)，要將可再生能源每千瓦時(shí)的儲(chǔ)存成本降低到 100 美元以下，這樣才能和傳統(tǒng)電廠競(jìng)爭(zhēng)。電池成本的降低，除了增加使用時(shí)長(zhǎng)之外，其它的研究方向還有用納米材料、石墨烯、有機(jī)材料等新材料提升儲(chǔ)存能力，抗阻燃以降低維護(hù)成本，以及減少污染節(jié)約后期治污費(fèi)用。

    此外，科學(xué)家們將使用場(chǎng)景更為細(xì)分，不同場(chǎng)景用不同的電池技術(shù)，比如廢水處理時(shí)同時(shí)用微生物發(fā)電，而體內(nèi)的傳感器或藥泵則可以靠胃酸驅(qū)動(dòng)等等。

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