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打破低成本能源储存的障碍电池可以帮助转向可再生能源

导读 一组研究人员开发出一种廉价,可充电和环保的电池,可用于在太阳能发电厂储存能量,以备不时之需。在USC Dornsife文学,艺术和科学学院化

一组研究人员开发出一种廉价,可充电和环保的电池,可用于在太阳能发电厂储存能量,以备不时之需。

在USCDornsife文学,艺术和科学学院化学教授SriNarayan的带领下,该团队开发了一种吸气式电池,利用暴露在空气中氧气中的铁板氧化产生的化学能--一个类似于生锈的过程。

“铁是便宜的,空气是免费的,”纳拉扬说。“这是未来。”有关电池的详细信息将于7月20日发布在电化学学会杂志上。

正如目前开发的那样,Narayan的电池能够存储8到24小时的能量。他的专利正在申请中,联邦政府和加州公用事业公司都对该项目表示了兴趣。

铁空气电池已经存在了几十年-他们在20世纪70年代的能源危机中看到了激增的兴趣,但遭遇了一个严重的问题:电池内发生的氢生成的竞争性化学反应(称为水解)被吸走了大约50%的电池能量,使其效率太低而无法使用。

Narayan和他的团队设法将能量损失降低到4%-使铁空气电池的效率比前辈高出约10倍。该团队通过在电池中加入极少量的硫化铋来做到这一点。铋(它恰好是Pepto-Bismol中活性成分的一部分,有助于粉红色药物的名称)可以阻止浪费的氢气产生。

纳拉扬说,添加铅或汞也可能有助于提高电池的效率,但不会那么安全。

“极少量的硫化铋不会影响我们开始使用的环保电池的承诺,”他说。

Narayan的团队包括USC研究员GKSuryaPrakash,AswinManohar,SouradipMalkhandi,BoYang,RobertAniszfeld,ChenguangYang,PhongTrinh;和美国宇航局喷气推进实验室的安德鲁金德勒。

加州可再生能源资源法案于2011年4月由州长杰里·布朗签署成为法律,要求该州的公用事业公司必须在2020年底之前从可再生能源中获得33%的电力。

对可再生能源的这种积极推动给公用事业带来了一个问题:太阳能在晴天工作得很好,风力很大,风很大,但是当它阴天和平静时他们能做些什么呢?人们仍然需要电力,不会等待云层清除以打开灯。

目前,太阳能和风能在加利福尼亚使用的能源中占相对较小的一部分。2009年,该州11.6%的电力来自风能,太阳能,地热能,生物质能和小型水力发电厂的总和。(大型水力发电厂占9.2%。)因此,太阳能和风力发电厂的能源发电量下降可由更可预测的燃煤电网覆盖。

随着加利福尼亚向更多可再生能源发展,太阳能和风能发电厂将需要一种有效的方式来储存大量能源,以便在混浊和平静的日子里使用。

传统上,公用事业通过将水上坡泵入水库来储存电力,然后可以根据需要将水下坡释放以旋转发电涡轮机。纳拉扬说,这种方法在干旱的加利福尼亚州并不总是切实可行,甚至不可行,加利福尼亚的水资源已经处于高需求状态,开放的水库可能因蒸发而遭受重大损失。

电池通常不是公用事业的可行解决方案。常规密封电池(如电视遥控器中的AA)不可充电。用于手机和笔记本电脑的可充电锂离子电池的价格至少是铁空气电池的10倍。

尽管他取得了成功,但纳拉扬的工作仍在继续。他的团队正在努力用更少的材料使电池存储更多能量。

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