新的电池设计可以帮助太阳能和风能发电

能源部(DOE)SLAC加速器实验室和斯坦福大学的研究人员设计了一种低成本，长寿命的电池，可以使太阳能和风能成为电网的主要供应商。

“对于太阳能和风能的重要使用方式，我们需要一种易于扩展且效率高的经济型材料制成的电池，”斯坦福材料科学与工程副教授，成员之一易翠说。斯坦福材料与能源科学研究所，SLAC /斯坦福联合研究所。“我们相信我们的新电池可能是最好的，旨在调节这些替代能源的自然波动。”

Cui及其同事在5月份的“ 能源与环境科学”杂志上报告了他们的研究成果，这些成果最早得到能源部新的储能研究联合中心电池中心的支持。

目前，电网不能容忍由于阳光和风的大幅波动引起的大的和突然的功率波动。随着太阳能和风能对电网的贡献达到20%，必须有能量储存系统来平滑这种“间歇”电力的峰值和谷值 - 当输入下降时储存多余的能量和放电。

目前用于间歇式电网存储的最有前景的电池是“流动”电池，因为将它们的罐，泵和管道按比例放大到处理大容量能量所需的尺寸相对简单。由Cui集团开发的新型液流电池采用简化，低成本的设计，为大规模生产提供了潜在可行的解决方案。

今天的液流电池通过相互作用室泵送两种不同的液体，其中溶解的分子经历化学反应，储存或放弃能量。腔室包含膜，其仅允许不参与反应的离子在液体之间通过，同时保持活性离子物理分离。这种电池设计有两个主要缺点：含有稀有材料(如钒)的液体成本高 - 特别是在电网存储所需的大量材料中 - 以及膜，这也非常昂贵且需要经常维护。

新的斯坦福/ SLAC电池设计仅使用一种分子流，根本不需要膜。它的分子主要由相对便宜的锂和硫元素组成，它们与一块涂有阻挡层的锂金属相互作用，该阻挡层允许电子通过而不会使金属退化。放电时，称为多硫化锂的分子吸收锂离子; 充电时，它们会将它们丢失回液体中。将整个分子流溶解在有机溶剂中，该溶剂不具有水基液流电池的腐蚀问题。

“在最初的实验室测试中，新电池还通过超过2,000次充电和放电保持了出色的储能性能，相当于超过5。5年的每日循环，”崔说。

为了展示他们的概念，研究人员使用简单的玻璃器皿创建了一个微型系统 向烧瓶中添加多硫化锂溶液会立即产生电，从而点亮LED。

新电池的实用版本将按比例放大以存储数兆瓦时的能量。

未来，崔氏集团计划建立一个实验室规模的系统来优化其储能过程并识别潜在的工程问题，并开始与潜在的主机讨论全面的现场演示装置。

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