一直以來(lái)，氧化還原液流電池都是鋰離子電池的“候選替代品”，因?yàn)樗鼈儾皇褂孟⊥梁陀卸静牧稀Ｈ欢捎谀芰棵芏鹊秃褪袌?chǎng)份額有限，它們面臨著挑戰(zhàn)。

近期，來(lái)自瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Empa）的研究人員David Robber在這一領(lǐng)域取得了突破。他試圖通過(guò)擴(kuò)大電化學(xué)電池以加快充放電速度，同時(shí)開(kāi)發(fā)更大的儲(chǔ)罐以提高存儲(chǔ)容量來(lái)解決上述問(wèn)題。

他說(shuō)：“液流電池的能量密度比固體存儲(chǔ)材料電池低10倍左右。我認(rèn)為，溶解在電解質(zhì)中的存儲(chǔ)材料越多，液流電池的能量密度就越高。然而，高濃度會(huì)使溶液變稠，你需要更多的能量才能將其泵入電池。”


Robber想要開(kāi)發(fā)一種介于液流電池和鋰離子電池之間的混合電池，方法是在液流電池的儲(chǔ)罐中嵌入固體儲(chǔ)存材料。

他說(shuō)：“如果溶解材料和固體儲(chǔ)存材料精確匹配，它們就能相互傳遞能量。這使得液流電池的可擴(kuò)展性能與固體存儲(chǔ)材料的高能量密度相結(jié)合。”

Robber承認(rèn)，他首先必須確定合適的材料，這些材料必須可以在20年的運(yùn)行期內(nèi)穩(wěn)定地用于儲(chǔ)罐。他還提到螯合物是溶解存儲(chǔ)材料的可能候選物，并將其描述為“包裹”在金屬離子周圍的多臂有機(jī)分子。

他說(shuō)：根據(jù)有機(jī)分子（配體）的內(nèi)結(jié)構(gòu)，氧化還原電位會(huì)發(fā)生變化。

Reber說(shuō)他并不需要從頭開(kāi)始這個(gè)項(xiàng)目，因?yàn)樗饲耙呀?jīng)研發(fā)了一種基于螯合物的氧化還原液流電池。未來(lái)，他還將進(jìn)一步研究，希望能開(kāi)發(fā)出一種功能良好、具有額外固體存儲(chǔ)空間的電池。


“如果這種方法可行，潛在的應(yīng)用將非常多樣化。只需要水泵和幾根管子就可以了。”他說(shuō)。