财联社 2023-07-11 17:06:27
(资料图片)
一直以来，清洁能源都是解决气候变化的主要方案。然而，太阳能和风能的供电并不稳定。锂离子电池虽然可以储存能量，但关键金属的资源有限。而液流电池也是其中一种解决方案。
为能更好地适配电网应用，科学家们一直在不断寻求提高液流电池的容量和寿命。终于，来自美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个研究小组最近在这方面取得了突破。他们将最新研究成果发表在了《焦耳》（Joule）杂志上。
在最新实验中，该研究小组发现，一种常见的食品和药品添加剂——β-环糊精的溶解单糖（淀粉的衍生物），可以提高下一代液流电池的容量和寿命。在持续充放电的情况下，其储存和释放能量的能力可以保持一年多。
所谓的液流电池和手机里的锂电池一样，都包括将电解质中存储的能量转换成电能的正负电极，以及将电荷从一个电极传送到另一个电极的电解质三大组成。不过，传统电池将正负电极和电解质一起封装，液流电池则将正负电极分开，电解液各自循环。
这项研究成果将使此前PNNL获得专利的液流电池性能“更上一层楼”。此前，研究人员展示了另一种常见的化学物质，称为芴酮，是一种有效的液流电池成分。但最初的突破需要改进，因为与商业化的液流电池技术相比，这个过程太慢。
“我们一直在寻找一种简单的方法，在我们的水基电解质中溶解更多的芴醇，”研究人员说，“β-环糊精适度地帮助了这一点，但它真正的好处是这种惊人的催化能力。”
研究人员进一步解释称，糖添加剂接受带正电的质子，这有助于平衡电池放电时负电子的运动。细节有点复杂，但这就像糖让锅变甜，让其他化学物质完成它们的“化学舞蹈”。
最后，研究小组还在通过实验其他类似于β-环糊精但更小的化合物来进一步改进该系统。他们说，和蜂蜜一样，β-环糊精的加入也会使液体变稠，这对于流动的系统来说不是很理想。尽管如此，研究人员仍然认为，它的好处大于缺点。
（来源：财联社）
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