鉅大LARGE | 點擊量:640次 | 2021年12月20日
新型熔鹽電池更具成本效益,遠(yuǎn)距離傳輸能耗更低
隨著風(fēng)能和太陽能等可再生能源占比的日益突出,儲能形式也需要與時俱進(jìn)。
一種潛在的解決方案被稱為熔鹽電池,它具有鋰電池所沒有的優(yōu)勢,但也有一些問題需要解決。
桑迪亞國家實驗室的科學(xué)家們提出了一種新設(shè)計,解決了這些缺點,這是一種工作熔鹽電池,與目前可用的版本相比,這種電池的制造成本低得多,同時儲存的能量也更多。
在用可再生能源為整個城市供電時,以廉價和高效的方式儲存大量能源是游戲的名稱,盡管它有很多優(yōu)勢,但這正是昂貴的鋰電池技術(shù)的不足之處。熔鹽電池是一種更具成本效益的解決方案,它使用在高溫的幫助下保持熔融狀態(tài)的電極。
隨著電池溫度的降低,整個級聯(lián)成本節(jié)約。你可以使用更便宜的材料。電池需要更少的絕緣,連接所有電池的電線也可以更細(xì)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在商業(yè)形式中,這些電池被稱為鈉硫電池,其中一些已在世界各地開發(fā),但通常在520至660°F(270至350°C)下運行。桑迪亞團(tuán)隊的目標(biāo)要低得多,盡管這樣做需要重新思考,因為在高溫下工作的化學(xué)物質(zhì)不能很好地適應(yīng)較低的溫度。
科學(xué)家的設(shè)計包括液態(tài)鈉金屬,它位于陶瓷隔板材料的另一側(cè),與由碘化鈉和氯化鎵制成的新型液體混合物(科學(xué)家稱之為陰極電解液)組成。當(dāng)電池釋放能量時,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生鈉離子和電子,這些鈉離子和電子穿過高選擇性隔板材料并在另一側(cè)產(chǎn)生熔融碘鹽。
事實證明,這種鈉硫電池僅能在230°F(110°C)下運行,并在實驗室進(jìn)行了8個月的充電和放電400多次測試,證明了其價值。此外,它的運行電壓為3.6伏,科學(xué)家稱這比市售熔鹽電池高出約40%。這可能等同于具有更少單元的版本,因此具有更高的能量密度。
科學(xué)家們現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)向降低電池的成本,這可能來自于更換比食鹽貴約100倍的氯化鎵。他們表示,這項技術(shù)距離商業(yè)化還有5到10年的時間,但對他們有利的是電池的安全性,它不會帶來火災(zāi)風(fēng)險。
這是低溫熔融鈉電池長期穩(wěn)定循環(huán)的首次展示,我們組合在一起的神奇之處在于,我們已經(jīng)確定了鹽化學(xué)和電化學(xué),使我們能夠在230°F下有效運行。這種低溫碘化鈉配置是對它意味著什么的一種重新發(fā)明熔融鈉電池。