研究人員用納米材料修飾混合液流電池電極
華威大學(xué)WMG的研究人員與倫敦帝國理工大學(xué)合作，找到了一種增強(qiáng)混合液流電池及其商業(yè)用途的方法。這種新方法可以將這些電池中的電能長時間保存，價格僅為當(dāng)前技術(shù)價格的五分之一，而且位置限制和零排放最小。
研究人員在無粘合劑電泳技術(shù)(EPD)中使用摻氮石墨烯(暴露于氮等離子體)增強(qiáng)了三個混合流動池。
風(fēng)能和太陽能是越來越受歡迎的可再生能源。不幸的是，間歇性問題使他們無法廣泛連接到國家電網(wǎng)。解決此問題的一種潛在解決方案涉及部署長效電池技術(shù)，例如氧化還原液流電池。盡管其前景廣闊，但該系統(tǒng)的當(dāng)前成本仍是決定其實際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。根據(jù)美國能源部的說法，負(fù)擔(dān)得起的電網(wǎng)電池價格應(yīng)為75英鎊/千瓦時。負(fù)責(zé)電網(wǎng)存儲的鋰離子電池成本約為130英鎊/千瓦時。
現(xiàn)在，WMG研究人員已經(jīng)找到了一種增強(qiáng)混合液流電池或可再生燃料電池(RFC)技術(shù)的方法，該技術(shù)可以在很長的時間內(nèi)存儲電力，成本僅為當(dāng)前存儲技術(shù)的五分之一，而且選址靈活且對環(huán)境的影響最小。該技術(shù)通過簡單而高效的電泳沉積納米碳添加劑(氮摻雜的石墨烯)，將碳基電極與經(jīng)濟(jì)來源的電解質(zhì)(錳或硫，這是地球上大量的化學(xué)物質(zhì))結(jié)合在一起，從而增強(qiáng)了碳納米管的導(dǎo)電性。電極在高酸性或堿性環(huán)境中的耐久性和性能顯著。
研究人員已在2020年12月版的ACS Applied Materials&Interfaces期刊上發(fā)表了一篇題為《通過無粘結(jié)劑和電泳沉積的氮摻雜石墨烯在碳紙電極上增強(qiáng)電化學(xué)性能的混合氧化還原流通池》的論文。
華威大學(xué)WMG研究員Barun Chakrabarti博士，論文的主要作者之一說：
“這種EPD技術(shù)不僅簡單，而且還提高了三種不同的經(jīng)濟(jì)型混合液流電池的效率，從而增加了其廣泛用于網(wǎng)格規(guī)模儲能的商業(yè)應(yīng)用的潛力?！?/p>
混合液流電池的總化學(xué)成本約為競爭電池(例如鋰離子系統(tǒng))成本的1/30。向上擴(kuò)展技術(shù)可以用于存儲風(fēng)能或太陽能的電力，可持續(xù)數(shù)天至整個季節(jié)，每千瓦時約15到20英鎊。這些電池對于電網(wǎng)規(guī)模的負(fù)載均衡應(yīng)用也非常有用，因為它們的設(shè)計非常靈活，這歸因于其獨特的功能，即與能量無關(guān)地確定功率。
混合液流電池的能量密度，特別是多硫化物/空氣系統(tǒng)(S-Air)，比抽水蓄能電站高500倍。它還非常緊湊，可以放置在任何可再生能源發(fā)電附近。
