目前的储能技术大多成本高昂,而太阳能与风能常有供电稳定性的疑虑,有搭配电网储能的需求,但以目前储能技术搭配后,往往不符合成本效益。美国麻省理工学院(MIT)团队所创立的 Ambri 公司研发液态金属电池,希望能达到低成本、大量储能的目标,以配合可再生能源的发展。
液态金属电池的概念其实很简单,容器内有 3 种不同的液体,且因其性质密度不相同,3 层液体会分别待在各自所属那层,就像油与醋一般不会上下扰动。
电池最底层为铅与锑制成的高密度混合物,铅的材料成本相对便宜且熔点较低,而加入锑混合可增加效能;中间层是熔盐电解质的盐层;漂浮在最表层的,则是锂金属。
当电池放电时,上层的锂金属会失去电子,成为锂离子,移到中层的盐层,而盐层中的锂离子,则会吸收电子,渐渐跑到铅锑混合物所在的最下层;若开始充电,最底层的锂金属会往上溶回盐层,而盐层的锂离子则会吸收电子,转回锂金属回到第一层。
先前团队曾以镁与纯锑制成液态电池电极,但是要运作整个系统,需要达到摄氏 700 度的高温,但现在,更新成分改良过后的液态金属电池,只需摄氏 450 度的高温就可运作。
在试验的过程中,即使最底层铅锑混合物中的铅比例提高到 82 %,电压依然没有降低,研究团队发现这项转变背后的最大功臣是锂金属。就如上面提到的,当电池开始放电时,锂金属会跑到最下层,寻找锑原子结合,因此,铅金属的存在并不影响电力的储存,反而让整个系统温度降低,且成本更加便宜。
此外,为了测试液态金属电池效能,MIT 团队将原型电池经过 450 次充放电循环,让锂金属完全从表层消失后,再重新回到表层,实验结果发现,每次充放电循环只会耗损储电容量的 6 %。
更新成分后的液态金属电池成功突破价格与温度的障碍,MIT团队继续努力之下,或许这项新技术能替电网储能电池带来新页。
锂铅锑新成分奏效,Ambri 液态金属电池获突破 |
作者: | 发布日期: 2014 年 09 月 29 日 17:55 | 分类: 专题报道 |