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科学家研发出能低成本、在低温度条件下运行的新型熔盐电池

2021-07-22 14:16:33 来 源:网络转载 浏览 451 次 字体:

原标题:科学家研发出能低成本、在低温度条件下运行的新型熔盐电池 来源:cnBeta.COM

据外媒报道,随着风能和太阳能等可再生能源的不断崛起,需要有创造性的解决方案来存储从自然界中间歇性的能源。一种潜在的解决方案被称为熔盐电池,它提供了锂电池所没有的优点,不过它也有它自己存在的问题。现在,来自桑迪亚国家实验室的科学家们提出了一种能解决了这些缺点的新设计,并展示了一种可以工作的熔盐电池--它可以以更低成本建造并与此同时能存储比以往版本更多的能量。

以廉价和高效的方式储存大量能源是用可再生能源为整个城市供电的关键,尽管它有许多优势,但这正是昂贵的锂电池技术所欠缺的。熔盐电池是一种更具成本效益的解决方案,它使用在高温帮助下能保持熔盐状态的电极。这是桑迪亚的科学家们一直在努力改变的。

“我们一直在努力将熔盐电池的工作温度降到尽可能低的物理温度,”该项目的首席研究员Leo Small说道,“在降低电池温度的同时还可以整体降低成本。你可以使用便宜些的材料。电池需要更少的绝缘,而连接所有电池的线路可以变得更薄。”

在商业上,这种电池被称为钠硫电池,世界上已经开发了一些该类型电池,但它们通常需要在520到660°F(270到350°C)的温度下工作。桑迪亚团队的目标则要低得多,尽管这样做需要重新思考,因为在高温下工作的化学物质并不适合在较低的温度下工作。

这群科学家们的设计由液态金属钠和一种新型液体混合物组成,这种液体混合物由碘化钠和氯化镓组成,科学家们称之为阴极电解质。当电池释放能量时,化学反应发生进而产生钠离子和电子以通过高选择性的分离材料并在另一边产生熔盐电池。

这款钠硫电池可以在230 °F(110°C)的温度下工作,经过8个月的实验室测试、充放电次数超过400次证明了它的价值。此外,它的电压为3.6伏特,科学家说这比市面上的熔盐电池高出40%。这可能等同于含有更少电池的版本,因此具有更高的能量密度。

研究论文作者Martha Gross表示:“由于我们在这篇论文中所报道的新型阴极电解质,我们对能将多少能量注入这个系统感到非常兴奋。虽然熔盐电池已经存在了几十年、遍布全球,但从来没有人谈论过它们。所以,能降低温度并获得一些数据并说‘这是一个真正可行的系统’是非常棒的。”

现在,科学家们正将注意力转向降低电池的成本,这可以通过取代比食盐贵100倍左右的氯化镓来实现。他们称,虽然这项技术距离商业化还有5到10年的时间,但对他们有利的是电池的安全性,因为它不会产生火灾风险。

“这是低温熔盐电池长期稳定循环的首次演示,”研究作者Erik Spoerke表示,“我们已经打造东西的神奇之处在于,我们已经确定了盐化学和电化学,这使我们能在230°F的条件下有效地工作。这种低温碘化钠结构是对熔融钠电池的一种改造。”

[责编:ncxhw]

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