新的工具為大規模儲存可再生能源指明了前進的道路

2020-03-28 14:12  來源:平安財經網  瀏覽:  
一項基于MRI原理的技術使研究人員不僅能夠觀察下一代電池如何用于大規模儲能,而且還能觀察它們是如何失效的,這將有助于制定延長電池壽命的策略,以支持向零碳未來的過渡。
 
由劍橋大學研究人員開發的新工具將幫助科學家設計更高效、更安全的電網規模儲能電池系統。 此外,該技術還可應用于其他類型的電池和電化學電池,以解開這些系統中發生的復雜反應機制,并檢測和診斷故障。
 
研究人員測試了他們在有機氧化還原流動電池上的技術,有希望將足夠的可再生能源儲存到城鎮和城市,但這些技術在商業應用中降解得太快。 研究人員發現,通過在較低的電壓下給電池充電,它們能夠顯著減緩電池的降解速度,延長電池的壽命。 結果在“自然”雜志上報道。
 
電池是從以化石燃料為基礎的能源過渡的重要組成部分。 如果沒有能夠進行電網規模存儲的電池,僅使用可再生能源將無法為經濟提供動力。 鋰離子電池,雖然適合消費電子產品,但不容易擴大到足夠的大小,以儲存足夠的能源,為整個城市供電,例如。 鋰離子電池中的易燃材料也會造成潛在的安全隱患.. 電池越大,如果著火可能造成的潛在損害就越大。
 
氧化還原流動電池是解決這一技術難題的一個可能方法。 它們由兩個電解質液體儲罐組成,一個是正的,一個是負的,可以通過增加儲罐的尺寸來擴大,使它們非常適合可再生能源儲存。 這些房間大小的,甚至是建筑物大小的,不可燃的電池可能在未來的綠色能源電網中發揮關鍵作用..
 
幾家公司目前正在開發用于商業應用的氧化還原流動電池,其中大多數使用釩作為電解質.. 然而,釩是昂貴和有毒的,因此電池研究人員正在努力開發一種基于有機材料的氧化還原流動電池,這種電池更便宜,更可持續.. 然而,這些分子往往會迅速降解。
 
劍橋大學化學系的趙文博博士說:“由于有機分子往往會很快分解,這意味著大多數電池作為電解質不會持續很長時間,因此它們不適合商業應用。 “雖然我們知道這一點已經有一段時間了,但我們并不總是明白為什么會發生這種。”
 
現在,趙和他在劍橋Clare Grey教授的研究小組的同事,以及來自英國、瑞典和西班牙的合作者,已經開發了兩種新的技術來研究有機氧化還原流動電池內部,以了解為什么電解質會分解并提高其性能。
 
利用“實時”核磁共振(NMR)研究,一種功能的“電池核磁共振”,以及格雷教授小組開發的方法,研究人員能夠讀取來自有機分子的共振信號,無論是在它們的原始狀態還是在它們降解成其他分子時。 這些關于氧化還原流動電池中降解和自放電的“操作”核磁共振研究提供了對反應內部潛在機制的見解,例如溶液中不同氧化還原活性物種之間的自由基形成和電子轉移。
 
格雷說:“有機氧化還原流動電池的原位機理研究很少,這種系統目前受到降解問題的限制。” “如果我們要在這一領域取得進展,我們需要了解這些系統是如何運作的,以及它們是如何失敗的。
研究人員發現,在一定條件下,有機分子往往降解得更快。 趙說:“如果我們通過在較低的電壓下充電來改變充電條件,電解液就會持續更長的時間。” “我們還可以改變有機分子的結構,使它們降解得更慢。 我們現在更好地理解為什么電荷條件和分子結構重要。
 
研究人員現在希望將他們的核磁共振裝置應用于其他類型的有機氧化還原流動電池,以及其他類型的下一代電池,如鋰空氣電池。
 
格雷說:“我們對這種方法在操作過程中監測各種電化學系統的廣泛潛在應用感到興奮。”
例如,核磁共振技術將用于開發一種便攜式電池“健康檢查”裝置,以診斷其狀況。
 
趙說:“使用這種裝置,可以檢查有機氧化還原流動電池中電解液的狀況,必要時更換。” “由于這些電池的電解質價格低廉,無毒,這將是一個相對簡單的過程,延長這些電池的壽命。

相關推薦
韓國推出新型復合催化劑 有效提升MAB電池的充放電性能

韓國推出新型復合催化劑 有效提升MAB電池的充放電性能

據外媒報道,韓國蔚山國家科學技術研究所(UNIST)能源與化學工程學院 Guntae Kim 教授領導的研究團隊,推出新型復合催化劑,有效提升MAB電池的充放電性能。他們將極薄的金屬氧化物薄膜沉積在鈣鈦礦催化劑表面,通過兩種催化劑之間自然形成的界面,提高新催化劑的整體性能和穩定性。
加州大學納米工程師利用碳納米管網制成新型電池隔膜

加州大學納米工程師利用碳納米管網制成新型電池隔膜

加州大學圣地亞哥分校的納米工程師開發了一種安全特性,可以防止鋰金屬電池在內部短路時迅速升溫并著火。由加州大學圣地亞哥分校納米工程學教授劉平和他的博士生馬修岡薩雷斯領導的研究人員上發表了一篇論文,詳細介紹了他們的工作。
全球首座“太陽能水力”電站獲澳洲政府資助

全球首座“太陽能水力”電站獲澳洲政府資助

在澳洲聯邦政府下屬的澳大利亞可再生能源機構ARENA(Australian Renewable Energy Agency)和當地電力巨頭AGL Energy公司的共同支持下,維多利亞州西北部地區將建立一個試點項目,來測試一項“聚光和水力儲熱”技術。
美國研究人員以溶液為基礎研發出固態電解質

美國研究人員以溶液為基礎研發出固態電解質

比起易燃的有機電解液,固態無機電解質本身不易燃;而且,用鋰金屬代替石墨作為負極,可使電池的能量密度大幅提升(高達10倍)。因此,固態電池有望成為電動汽車的突破性技術。然而,要將固態電池推向市場,仍面臨很大的問題,即如何制造出既堅固耐用又足夠薄的電解質,來作為良好的離子導體。
我國氫燃料電池汽車有望駛入快車道

我國氫燃料電池汽車有望駛入快車道

眾所周知,氫燃料電池汽車和采用鋰電池的純電動汽車都是新能源汽車的重要技術路線,這兩種路線將長期并存互補,共同滿足交通運輸和人們的出行需要。相比于純電動汽車,我國在氫燃料電池汽車領域發力較晚,與國際先進水平有不少差距,但是在國家政策的扶持下進步巨大。

推薦閱讀

關于我們 | 廣告服務 | 聯系我們 | 免責聲明
京ICP備16023390號-2 Copyright © 能源界 服務臺:010-63990880
色色视欲网_老大娘的大红裤衩_飘花电影网伦理片_亚洲音影先锋电影网站 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>