研究:改进一种能够收获和存储太阳能的装置

文章作者:bianji3 | 2018-09-29
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电池是我们每个人都不陌生的一类储存并提供能源的装置,从一次性使用的干电池到汽车上的铅酸电池、电脑和手机上的锂离子电池等可反复充放电的蓄电池。电池保证了我们在远离电网时也可以随心所欲地用电,给生活带来了极大的便利。不过有一种电池,相信许多朋友比较陌生,它的名字叫液流电池 (flow battery)。那么液流电池是怎样的一种电池,与传统的电池相比又有哪些优点?要回答这些问题,我们首先要从目前如火如荼的新能源开发说起。

随着价格的下降,太阳能变得越来越受欢迎和普及。然而配备了光伏面板的家庭,依然没有从传统电网中脱离出来,因为前者无法将能量妥善地储存、以备后续使用。 好消息是,威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员们,已经改进了一种能够收获和存储太阳能的装置。他们希望有朝一日,这种装置可为农村和欠发达地区提供电力支撑。

新型太阳能电池,能效达到了 14.1%

能量储存的问题,引发了业界的许多思考,提出了包括举行电池在内的一些方案。不过近日发表在《化学》(Chem)期刊上的一篇文章,详细描述了科学家的最新进展。

科学家试图改进一种集成电池,它能够以三种不同的方式来工作。 研究作者、威斯康星大学麦迪逊分校化学家 Song Jin 解释到:

它可以像普通的太阳能电池那样,立即将太阳光转化为电能。也可以像普通电池那样,充电以储存太阳能。这结合了两项现有的技术 —— 捕获光能的太阳能电池、以及所谓的液流电池。

作为当前最常用的电池,锂离子主要以固态储存装置的样子出现。 作为对比,液流电池可将能量转储到外部罐体,意味着它能够很方面地扩展规模。

未参与这项研究的化学家 Timothy Cook 表示 —— 想要给锂离子电池扩容,其所有组件会同步扩大规模。但是对于液流电池,只需简单地将罐体加大。

他补充道:“我们不是要打造为手机供电的液流电池,而是将之用于建筑或工业场合”。 Jim 团队率先结合了这两项特性,多年来它们一直在研究电池,当前效率已达到 14.1% 。

Jin 将之乘坐‘往返效率’—— 获取、存储、释放能量。在接下来的几年里,其有望将效率提升至 20%、甚至 25% 。

除了提升效率,团队还希望 开发 出更好的设计,以便应用更实惠的材料。 当前这项发明仍处于概念验证阶段,但未来有望对偏远和欠发达地区产生巨大的影响。

白天储能,晚上供电。电力可以极大地改变当地人的生活,帮助人们建立更多的联系、让诊所保持开放,从而改善医疗保健。

此外,若太阳能液流电池可以轻松扩展,拥有充足电力基础设施的美国等发达国家,也可以减少对环境有害的能源类型的依赖。

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