電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
瑞士蘇黎世聯邦理工學院和IBM蘇黎世研究院的研究人員發明了一種微型氧化還原液流電池，利用這種集成液流電池可實現對將來的電腦芯片棧(將芯片像千層餅似的堆疊起來以節省空間和能量)的同時供電和冷卻。在液流電池中，通過閉合的電解液回環從外部將電解液泵入電池，基于兩種電解液出現電化學反應，從而出現電力。
蘇黎世聯邦理工學院熱力學教授Dimospoulikakos說：“利用液體燃料能很好地實現芯片的運作，并能自己出現電力。”由于科學家們采用的兩種液體既適用于液流電池電解液也適用于冷卻介質，芯片多余熱量能通過相同的循環排除。
該液流電池的厚度僅為約1.5毫米。將來的想法是將芯片進行一層一層的堆疊組裝：先是一層電腦芯片，然后一層供電和冷卻的薄片電池包，然后又是一層電腦芯片，如此循環。
破紀錄的輸出功率密度
往日的液流電池尺寸較大，緊要用在靜態電力儲存使用中，比如與風力發電站和太陽能發電廠結合暫時儲存出現的能量，供以后使用。poulikakos組內的一名博士研究生JulianMarschewski說道：“我們是世界上首個發明這么小的能夠結合能量供給和冷卻用途的液流電池的團隊。”
該新型微型電池也創下了同尺寸下的輸出功率密度世界紀錄：電池表面每平方厘米1.4瓦特。即使扣除將電解液泵入電池所需能量，依然剩余每平方厘米1瓦特的能量密度。同時正如研究者在試驗中所展示的，電解液實際上也能冷卻芯片，散熱量甚至數倍于電池出現的電能(芯片運行時轉換為了熱能)。
利用3D打印優化的管道系統
據科學家稱，構建新型微型液流電池最嚴峻的挑戰是要怎么樣以盡可能小的功率泵入電解液，同時盡可能提高電解液供給電池的效率。“找到其中的理想折中點十分緊要。”
電池中的電化學反應發生在兩塊被薄膜隔離的多孔薄電極層上。Marschewski和他的同事們使用3D打印技術構建了一個聚合物管道系統將電解液盡可能高效地壓入電極層。經過對不同設計的多次探測，最終發現一種楔形會聚槽最具效率。
對更大系統的研究
科學家們現已實現了小型液流電池的概念驗證。盡管新型液流電池的能量密度非常高，但所出現的電能關于運行電腦芯片而言仍稍顯不足。要將液流電池使用于芯片棧中，仍要工業制造中進行進一步的優化。
科學家們指出，該新辦法同樣可用于其他使用中：比如要同時供能和冷卻的激光器，或者是太陽能電池。此外，通過迫使電解液通過多孔電極，可實現對大型液流電池的優化提升。
有關液流電池
電池以化學形式存儲能量并通過電化學反應將其轉換為電能。傳統的離子電池將能量存儲于兩個固定的電極中，但液流電池將能量存儲于通過分離的線路泵入的兩種電解液中。Julian解釋道：“原則上液流電池是可充電燃料動力電池。”但燃料動力電池只能將化學能轉換為電能，液流電池卻能進行雙向轉換。
傳統電池要存儲更多的能量，就非得增大體積、新增重量。而液流電池的電解液由外部輸送，因此其電池本體就能設計得更小更輕，不過也要額外的液體供應系統。
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