液流電池有助于大規(guī)模能量儲存，未來有望在可再生能源的備份利用上派上大用場，但目前仍有一些問題需要克服。好消息是，斯坦福大學(xué)的工程師們，剛剛打造了一種可在室溫下保持液態(tài)的金屬混合物，并將之用于一款新型液流電池——其特點是可擴展、安全、高效、并且廉價。在液流電池中，陰極和陽極呈流體形式、并保持在外部罐體中，以便在需要時泵入主電池。在那里，兩種液體被膜隔開；當(dāng)充電或釋放能量的時候，即可選擇性地允許它們交換電子。
左起為：斯坦福大學(xué)博士生 Geoff McConohy、Antonio Baclig、Andrey Poletayev（攝影 / Mark Goled）
液流電池裝置有望成為未來大規(guī)模能量儲存的首選方案，但此前使用的化學(xué)品通常有毒、昂貴、且難以處理。為了設(shè)計新型液流電池，斯坦福大學(xué)團隊使用了獨特的材料組合，以克服這些問題。
首先，用作電池負極的流體換成了鈉鉀合金。這種混合物在室溫下仍呈液態(tài)，理論能量密度可達到傳統(tǒng)方案的10倍。
而在電池的陽極，研究團隊也測試了四種不同的水基液體。
鈉鉀合金是一種在室溫下呈液態(tài)的金屬，可用于高壓液流電池。
第二種新材料的運用，藏身在電池內(nèi)部的膜中。研究團隊使用了鉀和氧化鋁制成的陶瓷膜，在保持正負流體分離的同時、仍允許電流在它們之間流動。
報道稱，新型電池陽極和膜的組合，產(chǎn)生的電壓是其它液流電池的兩倍 —— 這意味著電池的能量密度可以更高、生產(chǎn)成本則更低。
團隊開發(fā)的原型，已證明了數(shù)千小時的運行穩(wěn)定性。
研究配圖 - 1：電池原理與電壓介紹
論文合作者 Antonio Baclig 表示：新電池技術(shù)可滿足許多不同的性能指標，通過進一步的工作，我們有望實現(xiàn)成本、效率、尺寸、壽命、安全性等方面的均衡。
研究人員稱，將來團隊可以嘗試調(diào)節(jié)膜的厚度、或者使用非水性液體作為電池的陽極。
研究配圖 - 2：鈉鉀-氧化鋁的穩(wěn)定性和相容性
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《焦耳》（Joule）期刊上。原標題為：《High-Voltage, Room-Temperature Liquid Metal Flow Battery Enabled by Na-K|K-β″-Alumina Stability》[編譯自：New Atlas , 來源：Stanford]
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