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    超級錳氫氣電池問世:可循環充電超萬次 穩定儲能10年以上

    2021-04-25 ryder

    來自美國斯坦福大學的一個研究小組開發了一種錳氫電池原型,用于存儲大型風能和太陽能設備所萌生的電力。令人欣喜的是,成果顯示這種電池可循環充電1萬次以上,穩定性能發揮可長達10年以上。


    正如科學家在科學雜志《自然》(Nature)上發表的結果所揭示的那樣,這種水基錳氫電池的原型惟有三英寸高,能夠萌生20毫瓦/小時的電力。


    盡管目前還受到小尺寸和發電能力的限制,研究人員認為,他們的設備可能會進一步張大,并將達到工業規模的儲能級別,從而能夠“循環充電1萬次以上”。


    研究協調員YiCui表示:“我們所做的是將特殊的鹽投入水中,投入電極,并萌生可逆的化學反應,以氫氣的形式儲存電子。”


    這些科學家使用干電池、肥料、紙張和其他產品加工中使用的工業鹽,創造了水和硫酸錳之間的可逆電子交換。


    “流入的電子與溶解在水中的硫酸錳反應,留下二氧化錳顆粒附著在電極上。”研究小組解釋說。由此萌生的過量電子會蒸發成氫氣,然后儲存該能量供未來使用。


    該研究小組還表示,目前正在開發一種將硫酸錳和水結合起來的更便宜的工藝,并且這種新技術需要進一步發展,以證明其本身在商業上可行。


    “我們已經確定,這種催化劑可以使我們實現低于美國能源部(DOE)設定的每千瓦小時100美元的目標。”研究的共同作者陳維博士表示。


    目前來看,現有的大規模儲能技術(如抽水儲能、壓縮空氣儲能)以及各種蓄能電池還遠不能滿足大規模儲能廉價、安全、高能量密度和高穩定性的要求。


    但錳氫氣電池實現了非常優異的電化學性能,比如穩定的放電電壓1.3伏,高倍率的放電電流100mA/cm2,大于1萬次的穩定循環,以及較高的質量能量密度139Wh/kg和體積能量密度210Wh/L。


    上述這種水基電池依靠于以氫氣形式存儲電子的可逆化學反應。盡管取得了令人鼓舞的初步成果,但研究團隊開發的樣機需要進一步開發。

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