液流电池近日研发成功 可再生能源储存成本有望降低

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的科研人员近日研发出了一种新型液流电池，使用的电解液无毒、无腐蚀性、酸碱度呈中性，寿命可以超过十年，论文发表在《美国化学学会·能源通讯》上。

液流电池的电能一般贮存在外部的储液罐中，罐越大，蓄电能力越强。电池正负极所装的电解液不同，其中的阴阳离子透过薄膜交换以实现电能的储存和释放。

对于风能、太阳能这种间歇性、不稳定的可再生能源，液流电池可以提供有效的存储方案。但现在的液流电池在多次充放电循环后，储存能力会下降，需要对电解质定期维护。而由于电解液的腐蚀性，开发和维护成本较高。

哈佛大学的研究人员改变了电解液的化学成分，把溶剂换成水，并使pH值呈中性，每充放电1000次储存能力只会损耗 1%，而一般的锂离子电池充放电 1000 次寿命即宣告走到尽头。

此外，因为电解液酸碱度呈中性，所以没有腐蚀性，电池其它部件也可以更换为更廉价的材料。目前大部分液流电池常采用聚合物防止腐蚀，费用占整个电池成本的三分之一。

研究团队的突破在于，改变了以往的电解质结构，让正极的二茂铁从不溶变成水溶，同时让负极的紫罗精在中性溶液中不会迅速分解。

研究人员正在与几家公司合作，准备将新技术向工业应用转化。哈佛大学已经提交液流电池技术改进的专利申请。

美国能源部日前设立了一个目标，要将可再生能源每千瓦时的储存成本降低到 100 美元以下，这样才能和传统电厂竞争。电池成本的降低，除了增加使用时长之外，其它的研究方向还有用纳米材料、石墨烯、有机材料等新材料提升储存能力，抗阻燃以降低维护成本，以及减少污染节约后期治污费用。

此外，科学家们将使用场景更为细分，不同场景用不同的电池技术，比如废水处理时同时用微生物发电，而体内的传感器或药泵则可以靠胃酸驱动等等。