MIT將液流電池技術(shù)向大規(guī)模應(yīng)用推進(jìn)一步

美國麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員所設(shè)計(jì)的液流電池（flow battery），號(hào)稱能讓鋰離子電池的價(jià)格更便宜，且功率密度提升十倍。

　　根據(jù)MIT所發(fā)布的新聞?dòng)嵪ⅲ撔ｉ_發(fā)出的低成本、簡化版液流電池，旨在迎合美國能源部將風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、太陽能電池陣列、節(jié)能建筑應(yīng)用的電網(wǎng)級(jí)（grid-scale）能源儲(chǔ)存裝置量產(chǎn)成本降低至每千瓦小時(shí)100美元以下的目標(biāo)。

　　而MIT將儲(chǔ)存裝置成本降低的關(guān)鍵，是因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/液流電池">液流電池不需要使用到離子交換膜（ion-exchange membrane），而且采用液流電池的儲(chǔ)存系統(tǒng)：「可提供比許多鋰離子電池組成的儲(chǔ)存系統(tǒng)高一個(gè)量級(jí)的功率密度。」

　　MIT的液流電池原型是由該校教授Cullen Buie、Martin Bazant，以及博士候選人William Braff所設(shè)計(jì)，據(jù)說每單位量的功率是大多數(shù)其他最先進(jìn)競爭設(shè)計(jì)的三倍。

　　該原型是利用兩道以幫浦打入一個(gè)通道中的平行、不混合流體之間的層流現(xiàn)象（laminar flow），并沒有滲透薄膜的離子在電極之間游移。這種電池是采用電極之間的電化學(xué)反應(yīng)──位于通道的兩端──以進(jìn)行充放電并儲(chǔ)存、供應(yīng)能源。

　　MIT的液流電池藉由免除昂貴的薄膜來簡化可充電電池技術(shù)；較低的固態(tài)石墨電極會(huì)將液態(tài)溴（liquid bromine）轉(zhuǎn)化為氫溴酸（hydrobromic acid），而氫則在較上方的多孔電極被氧化 （圖片來源：MIT）

　　這種電池的反應(yīng)物為液態(tài)嗅（liquid bromine）以及氫，化學(xué)反應(yīng)在固態(tài)石墨電極將液態(tài)溴轉(zhuǎn)換為氫溴酸（hydrobromic acid），氫則在多孔（porous）石墨電極被氧化。MIT指出，氫與溴之間強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)會(huì)讓該種電池每單位儲(chǔ)存能量高于其他液流電池，但其腐蝕性則會(huì)讓傳統(tǒng)的離子交換膜失效，而MIT免除了薄膜的使用，就解決了以上問題。

　　大規(guī)模的液流電池可為太陽能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)存能源，在用電尖峰時(shí)間也能產(chǎn)生并計(jì)量供給能源；而大規(guī)模的應(yīng)用正適合這種電池，因?yàn)橐簯B(tài)溴與氫燃料的成本會(huì)因?yàn)榱看蠖档汀?/P>

　　MIT研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是進(jìn)一步藉由模型將其設(shè)計(jì)最佳化，而這種設(shè)計(jì)已經(jīng)用初始原型證實(shí)；藉由模型化來調(diào)整架構(gòu)以及化學(xué)配方，同時(shí)將該設(shè)計(jì)擴(kuò)大到電網(wǎng)應(yīng)用等級(jí)，該研究團(tuán)隊(duì)期望能達(dá)到將每千瓦小時(shí)100美元的長期成本目標(biāo)。