科學(xué)家打造出首款由全有機(jī)材料制成的氧化還原液流電池
作為可再生能源的存儲(chǔ)解決方案,科學(xué)家們看到了所謂的氧化還原液流電池的巨大潛力,這種電池在大型儲(chǔ)罐中而不是在緊湊的電極材料中儲(chǔ)存能量。瑞典林雪平大學(xué)的一項(xiàng)新設(shè)計(jì)是這項(xiàng)技術(shù)的絕對(duì)環(huán)保版本,將稀缺的金屬和合成聚合物換成全天然材料。 當(dāng)涉及到可再生能源的間歇性時(shí),氧化還原液流電池是鋰離子電池的一個(gè)很有前景的替代品,原因是它們可以以相對(duì)較低的成本存儲(chǔ)大量的能量。鋰離子電池將能量存儲(chǔ)在其電極中,因此容量受到設(shè)備大小的限制,而氧化還原液流電池則可以將能量存儲(chǔ)在巨大的外部儲(chǔ)罐中,一次可存儲(chǔ)數(shù)月。 然而,有些東西對(duì)氧化還原液流電池的生態(tài)認(rèn)證沒有幫助,那就是它們使用了一種稀缺而昂貴的金屬--釩。這種金屬是電解質(zhì)溶液的基礎(chǔ),在充電和放電過程中提供了很好的可靠性,但一些研究人員認(rèn)為水基電解質(zhì)是一種更環(huán)保的選擇,包括德國世界上最大的氧化還原液流電池背后的團(tuán)隊(duì)。 另一個(gè)有改進(jìn)空間的領(lǐng)域是氧化還原液流電池的電極,它通常由一種稱為碳化聚丙烯腈的合成聚合物制成。我們已經(jīng)看到了一些創(chuàng)造性的方法,以更可持續(xù)的方式生產(chǎn)這些組件,包括麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)研究,旨在用蝦殼中的成分制作它們。但現(xiàn)在林雪平大學(xué)的團(tuán)隊(duì)提出了另一種解決方案,同時(shí)解決了電解質(zhì)問題,生產(chǎn)出了其所稱的第一種全有機(jī)氧化還原液流電池。 該團(tuán)隊(duì)的氧化還原液流電池采用的電極是由PEDOT制成的,PEDOT是一種有機(jī)和導(dǎo)電聚合物,我們也看到它被用于先進(jìn)的鋰離子電池設(shè)計(jì),甚至是儲(chǔ)存能量的 “智能磚”。工程師們對(duì)PEDOT聚合物進(jìn)行了摻雜,使其能夠傳輸電池的正負(fù)離子,并與含有醌類分子的水基電解液很好地配合,而醌類分子在森林材料中天然存在。 “醌類化合物可以從木材中提取,但在這里,我們使用了相同的分子,以及導(dǎo)電聚合物PEDOT的不同變體,”研究作者Viktor Gueskine說!笆聦(shí)證明,它們之間高度兼容,這就像是來自自然界的禮物。” |