中国储能网讯:近日,美国乔治华盛顿大学以Stuart Licht为首的科研小组研发出新型熔盐空气电池,是目前储能容量最高的电池。
乔治华盛顿大学哥伦比亚学院艺术与科学系化学专业的Stuart Licht教授表示:“这些熔盐空气电池由熔盐电解质、空气中的氧以及特殊的“多电子”存储电极组成,其成本效率、能量密度、耐用性等优势使其在替代传统电动汽车电池方面有很大的潜力。这是一种全新的储能电池。”
图片来源:William Atkins / George Washington University
最初,科研人员使用碳、铁或者硼化钒转移电子。通过使用这些材料,熔盐电池可以分别在每个分子内存储3个、4个和11个电子,储能容量是锂离子电池的20-50倍(锂离子电池每个分子只能存储1个电子)。
Licht教授的科研小组也研发过超级离子或者包覆硼化钒的空气电池等等,这些电池也有较高的储能容量,但它们都有一个严重的缺陷—无法充电。科研小组早前也对可充电熔盐电池(不含空气)比如熔盐硫电池做过调研,发现储能容量非常低。
相比之下,这种新型熔盐空气电池不但具有很高的储能容量,而且完全可逆。顾名思义,空气是这种电池的一个电极,而镍或者铁是电池的另一个电极。“熔盐”是指电解质,和铁、碳或者硼化钒的反应物混合在一起,然后加热直到变成液态。液态电解质覆盖在金属电极,并和空气电极反应。
通过电化学方式反复注入大量电子,电池可以完成充电。可充电电池直接使用空气中的氧(非储存的氧)完成大容量充电。熔盐电解质的高活性正是电池完成充电的关键因素。
在700℃—800℃的温度环境下,电解质完全熔为液态,这种高温环境对电池在电动车内运行是个巨大的挑战,但是700℃—800℃接近传统内燃机的运行温度。
科研人员将继续研究工作,使这种熔盐空气电池应用在电动汽车上可以行使更远的里程。Licht教授科研小组的最新实验数据显示,这种熔盐空气电池的运行温度已经降到600℃甚至更低。这种新型的熔盐空气电池也适用于电网级大规模储能。
Licht教授补充道;“高温运行的电池一般不适合在汽车上使用,但现在我们找到了可行性的方法。”(中国储能网独家编译)