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美国研发水基锰氢电池 有望成为电网级储能系统

北极星智能电网在线  来源:科技新报  作者:EnergyTrend  2018/5/14 8:31:23  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:大型储能系统未来将越来越重要,为了研发安全、低成本与高效率储能电池与系统,美国斯坦福大学透过水与盐打造出新型态水基锰氢(manganese hydrogen)电池,盼望该电池能储存风能与太阳能,有效利用再生能源电力并发展成电网级储能设备。

太阳能与风能为当今受欢迎再生能源技术,但该产业为间歇性能源,有效储存多余电力为解决缺电与电力供过于求之道,其中锂离子电池虽然为储能技术龙头,不过大规模建置锂离子储能电厂将所费不赀,也需要定期更换电池。

而斯坦福大学研发的新型锰氢电池可解决成本与电池寿命挑战,可望发展为电网级储能系统。斯坦福材料科学教授崔屹指出,团队把一种特殊盐溶于水与电极,产生可逆化学反应,以氢气的形式储存再生能源电力。

为将电力转换成氢气,团队首先将一种常见于干电池、肥料、纸类的工业盐「硫酸锰」溶于水中制成锰氢电池,当电力通过硫酸锰溶液时会触发化学反应,并在电极产生二氧化锰粒子,而多余电子则形成氢气,可在需要电力时做为燃料燃烧或重新产生电力。

目前工程师已经成功利用氢气发电,下一步则是证明该水基电池可重复充电。团队借由将电源接上能源用尽的电池原型,将电极上的二氧化锰粒子与水结合,补充溶液中的硫酸锰盐。一旦补足溶液中的盐分,电子将会过剩并再次重复循环。

(Source:斯坦福大学)

该研究目前仍处于初步阶段,约7.6公分的原型能产生20毫瓦小时电力,约可为LED手电筒供电,而研究员相信该技术可扩展至工业级储能系统,充放电高达1万次,打造寿命远远超过十年的电池。

崔屹表示,考量到水基电池预期寿命,预计可以1美分让100瓦灯泡持续发亮12小时,而团队相信该技术将能满足美国能源部(DOE)对公用事业规模储能系统目标。根据能源部建议,储能系统得在一小时内释放至少20kw电力,且最少能重复充电5,000次,使用寿命则为10年或以上,而为了让电池具有实际应用性,储能系统成本得在2,000美元以下,大约是每KWh100美元。

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原标题:美国研发水基锰氢电池,可望成为电网级储能系统

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