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高性能!科学家开发出一种分子工程电解质,制成液流电池可连续运行120天

Evelyn Zhang

随着世界继续向风能和太阳能等可再生能源转变,科学家们认为氧化还原流电池(RFBs)是解决我们存储需求的一部分。

开发这样的存储系统至关重要。例如,当电网因恶劣天气而下线时,正在开发的大型电池将发挥作用,提高电网的弹性并将中断降至最低。这些电池还可以用来储存来自风能和太阳能的可再生能源,以便在没有风或没有阳光的时候使用。

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科学家们在研制更好的电池方面取得了巨大的进步:美国西北太平洋国家实验室张昕、Wei Wang等人在一种叫做芴酮(fluorenone,FL-OH)的有机化合物中,发现了另一种很有前途的化合物,这种化合物已经被用于发光二极管、太阳能电池板,还能让蜡烛闻起来更香。

在将芴酮用于氧化还原流电池方面,通过一种复杂的化学处理,研究人员为芴酮配备了用于水氧化还原流电池所需的特性,开发出高性能、低成本分子工程电解质。

芴酮在水基电解质中进行必要反应的能力被发现与其浓度有关,该团队最终找到了一个最佳配方。该团队创造的液流电池大约有邮票大小,能够在20 mA cm-2的高电流密度下稳定循环超过120天。经过1111次的充电循环,它只损失了大约2.62%的容量,证明其寿命远超其他有机液流电池。该团队表示,这种电池的能量密度是钒基电池的两倍多。

这种电池比以往任何时候都能以更低的成本储存更多的能量,而且寿命更长。这些成果涉及到我们生活的许多方面,包括更有弹性的电网、更持久的笔记本电脑电池、更多的电动汽车,以及更多地利用风力、阳光或流水等可再生能源。

上述研究成果以“Reversible ketone hydrogenation and dehydrogenation for aqueous organic redox flow batteries”为题,于2021年5月21日凌晨在线发表于全球顶级期刊《Science》上。第一作者为西北太平洋国家实验室(PNNL)的留学生RuoZhu Feng。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://science.sciencemag.org/content/372/6544/836

https://newatlas.com/energy/redox-flow-battery-fluorenone-high-density-grid-scale-pnnl/


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