澳洲墨爾本皇家理工大學(xué)(RMIT)團(tuán)隊(duì)表示,密度已經(jīng)成功開發(fā)出新型便宜、與鋰還可回收的電池質(zhì)子液流電池,並成功將能量密度提高 2 倍,媲美質(zhì)量能量密度達(dá)到 245 Wh/kg,便宜標(biāo)成足以挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)市售鋰離子電池,質(zhì)電未來有一天能應(yīng)用在家庭、池目儲(chǔ)商用儲(chǔ)能與電動(dòng)車。家庭
目前特斯拉 Model 3 鋰離子電池的密度能量密度為 260 Wh/kg,而質(zhì)子液流電池沒有使用任何的與鋰鋰金屬,可以避免現(xiàn)在儲(chǔ)能遇到的電池鋰、鈷、媲美鎳等電池原材料漲價(jià)、便宜標(biāo)成匱乏以及對(duì)單一區(qū)域的質(zhì)電依賴,不用擔(dān)心電池供應(yīng)鏈與回收問題。池目儲(chǔ)
那麼質(zhì)子液流電池為何?基本上這是另一種用氫來儲(chǔ)存能量的方式,團(tuán)隊(duì)指出,質(zhì)子電池的工作原理類似於可逆的燃料電池,在充電時(shí)加水,分解出帶正電的氫離子並釋放氧氣,如果是傳統(tǒng)的氫處理方式,就會(huì)再壓縮液化氫氣,或是加工成氨氣,質(zhì)子電池則是直接儲(chǔ)存氫質(zhì)子(hydrogen protons),浸泡在稀酸的多孔活性碳電極能保留氫,如果要放電,添加氧氣產(chǎn)生水即可釋放能量。
根據(jù)論文,團(tuán)隊(duì)的想法包括在製備電極前,先真空乾燥活性碳粉末以去除其中的水分,再將整顆電池溫和地加熱到 70°C,以及更換氧氣側(cè)氣體擴(kuò)散層(GDL)為更薄的纖維片。結(jié)果顯示,這讓質(zhì)子電池單位重量儲(chǔ)存能量成長三倍,密度為每公克 882 焦耳,大約相當(dāng)於 245 Wh/kg,與目前商用鋰電池相當(dāng)。
如果質(zhì)子電池順利商用,團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,比起高壓氣罐或高腐蝕性氨相比,這顯然是種相當(dāng)安全穩(wěn)定的氫氣運(yùn)輸方式,能儲(chǔ)存好長一段時(shí)間,充電速度也快。而且還相對(duì)便宜,不需要鋰或任何其他稀有金屬,能使用豐富的材料和較便宜製造程序,還是 100% 可回收的。
首席研究員 John Andrews 表示,電池的單位質(zhì)量能量密度已經(jīng)可以跟市售鋰離子電池媲美,還不需要鋰、鈷和釩等稀有金屬,主要是每個(gè)國家都有、儲(chǔ)量豐富的碳,所有組件和材料也都能重複使用或回收。
只是團(tuán)隊(duì)仍在努力將質(zhì)子電池商業(yè)化,也還不確定什麼時(shí)候能實(shí)現(xiàn)。Andrews 表示,我們期待與 Eldor 合作在墨爾本與義大利進(jìn)一步開發(fā)技術(shù),製造出能滿足家庭和商業(yè)儲(chǔ)存的原型電池,這次合作的目的是將系統(tǒng)從瓦特?cái)U(kuò)大到 KW,並最終擴(kuò)大到 MW 規(guī)模。
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(首圖展示出的質(zhì)子電池能為電風(fēng)扇供電幾分鐘,來源:RMIT)