海水電池能解決我們的儲(chǔ)能問題嗎?
據(jù)油價(jià)網(wǎng)報(bào)道，能源儲(chǔ)存的風(fēng)險(xiǎn)與日俱增。考慮到歐洲、亞洲和美國的所有計(jì)劃都在大力增加可再生能源在發(fā)電組合中的數(shù)量，世界需要能源儲(chǔ)存，而且迫切需要廉價(jià)儲(chǔ)能。因此，儲(chǔ)能技術(shù)的突破已或多或少成為一種常態(tài)。這些最新的突破有望解決能源儲(chǔ)存的兩個(gè)挑戰(zhàn)：價(jià)格和容量。能源儲(chǔ)存通過使用海水而不是溶劑作為電池的電解質(zhì)，溶劑比水貴得多，
據(jù)油價(jià)網(wǎng)報(bào)道，能源儲(chǔ)存的風(fēng)險(xiǎn)與日俱增。考慮到歐洲、亞洲和美國的所有計(jì)劃都在大力增加可再生能源在發(fā)電組合中的數(shù)量，世界需要能源儲(chǔ)存，而且迫切需要廉價(jià)儲(chǔ)能。因此，儲(chǔ)能技術(shù)的突破已或多或少成為一種常態(tài)。這些最新的突破有望解決能源儲(chǔ)存的兩個(gè)挑戰(zhàn)：價(jià)格和容量。
能源儲(chǔ)存通過使用海水而不是溶劑作為電池的電解質(zhì)，溶劑比水貴得多，而且也不安全。
美國《科學(xué)日?qǐng)?bào)》日前援引發(fā)表這個(gè)研究的美國俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)工程師馮興興(音譯)的話說，“世界的能源需求在不斷增長，但開發(fā)具有高儲(chǔ)能密度和長循環(huán)壽命的下一代電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)在技術(shù)上仍然具有挑戰(zhàn)性。”
他說，“使用水基傳導(dǎo)溶液劑作為電解質(zhì)的水電池是一種新興的、更安全的鋰離子電池替代品。但水系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度相對(duì)較低，而且水會(huì)與鋰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這進(jìn)一步阻礙了水電池的廣泛使用。”
為了解決能量密度的挑戰(zhàn)，研究人員制作了一種全新的納米結(jié)構(gòu)合金作為他們的水電池的陽極。陽極由錳、鋅和其他金屬制成。馮興興說，鋅提高電池的儲(chǔ)能密度，因?yàn)樗梢赞D(zhuǎn)移兩倍于鋰的電荷。陽極的其他元素通過防止樹枝晶的形成來提高電池的安全性，樹枝晶往往會(huì)在過充電的鋰離子電池中形成，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致自燃。
由于世界各地的實(shí)驗(yàn)室在推動(dòng)鋰離子以外的領(lǐng)域，德國科學(xué)家也在致力于水電池。然而，這個(gè)團(tuán)隊(duì)專注于鋅空氣電池，這種電池有很多優(yōu)點(diǎn)，比如儲(chǔ)能密度和穩(wěn)定性，但不幸的是，它們不能充電。
或者至少它們現(xiàn)在還不能充電。
來自德國威斯特法倫-威廉姆斯-明斯特大學(xué)的研究人員與來自中國和美國的科學(xué)家合作，開發(fā)了一種新的以海水為基礎(chǔ)的鋅空氣電池電解質(zhì)，取代了通常使用的堿性溶液。他們還推出了一種以鋅鹽為基礎(chǔ)的陽極，使電池不僅可以充電，而且相當(dāng)耐用，有可能與鋰離子電池的化學(xué)成分相競爭。
這兩種電池都需要更多的工作才能走出實(shí)驗(yàn)室并投入市場。因此，至少就目前而言，鋰離子技術(shù)的主導(dǎo)地位是確定無疑的。但是，如果繼續(xù)努力尋找更安全、或許更重要和更便宜的替代品，可能無法長期保證。
僅美國一個(gè)國家就計(jì)劃到2025年前將其能源儲(chǔ)存能力提高525%。儲(chǔ)存量已經(jīng)在快速增加：盡管疫情大流行肆虐，美國去年第三季度建立的能源儲(chǔ)存量比第二季度高出了240%。
與此同時(shí)，目前的儲(chǔ)能能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以為電網(wǎng)提供一兩個(gè)小時(shí)以上的電力，這使得它適合取代峰值發(fā)電廠，但對(duì)其他地方來說就不太合適了，尤其是用太陽能和風(fēng)能完全取代化石燃料。為此，電網(wǎng)需要儲(chǔ)存足夠的電力以維持?jǐn)?shù)小時(shí)，以防天氣模式干擾太陽能和風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電，這是經(jīng)常發(fā)生的事情。
公用事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)存和電動(dòng)汽車電池將幾乎一手決定可再生能源革命的命運(yùn)。太陽能和風(fēng)能技術(shù)成本的下降一直是好消息，但如果沒有能源儲(chǔ)存，長期而言這些日益下降的成本并沒有真正的意義。
作者： 來源： 中國石化新聞網(wǎng) 責(zé)任編輯：jianping
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