全国能源信息平台|改善液流电池性能和环保可持续性 科学家从虾壳中发现电极材料
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北极星储能网讯:目前 ， 在商用市场锂离子电池是毫无争议的主角 ， 不过以液流电池为代表的可再生能源已经显现出了巨大的潜力 ， 在未来有望成为替代者 。 归功于从虾壳中发现的一种成分 ， 研究人员为液流电池开发了新的电极组件 ， 性能要优于目前的解决方案 。
长期以来 ， 液流电池（氧化还原液流电池）被视为从风能、太阳能等间歇性能源中提取能量的实力候补者 ， 因为它们可以以相对较低的成本存储大量的能量 。 液流电池将能量储存在巨大的外部罐内的液态电解质中 ， 电解质通过膜来回移动 ， 以交换离子并对设备进行充电和放电 。
这意味着 ， 和现有锂电池将能量存储在电极材料中不同 ， 这些液流电池的存储能力可以通过简单地增加储罐的尺寸来扩大 。 这种类型的电池架构非常适合可再生能源存储 ， 因为在这种情况下 ， 能量可能不会按需产生 ， 而往往需要保存起来供以后使用 。
目前液流电池解决方案中 ， 比较有潜力的是将金属钒作为电解质 ， 这种材料因其在充电和放电过程中的可靠性而受到欢迎 。 在钒离子之间传递的过程中 ， 电池的电极促进了这一过程 ， 它通常由碳化的聚丙烯腈（一种合成聚合物）制成 。
不过麻省理工大学的一个项目 ， 主要寻找其他天然材料以提供更可持续的解决方案 ， 并希望找到更好的性能替代者 。 研究人员找到了虾壳中常见的甲壳素 ， 这是一种类似纤维素的多糖 ， 我们已经看到它被用于开发从可堆肥的食品包装 ， 到先进的防弹衣 ， 再到更便宜的药品 。
该项目的主要作者 ， 斯旺西大学的弗朗西斯科·马丁·马丁内斯（Francisco Martin-Martinez）说：“我们提出用甲壳素生产这些钒流电池电极 ， 甲壳素是一种来自虾壳的材料 ， 除了碳 ， 还含有氮” 。
研究团队将甲壳素沉积在毡状电极上 ， 并将其作为钒氧化还原液流电池的一部分进行测试 。 测试结果显示峰值功率密度改善了~100 mW cm–2 。 性能的提升固然可喜 ， 但该团队同样对该设计的可持续发展性质感到兴奋 。
【全国能源信息平台|改善液流电池性能和环保可持续性 科学家从虾壳中发现电极材料】马丁内斯表示：“它的好处不仅在于其良好的性能 ， 还在于起始材料的低成本 ， 鉴于废物的再利用 ， 这使得电极更具可持续性 。 这些来自虾废料的电极还可以应用于超级电容器、提供极高能量密度的电化学装置 ， 甚至是海水淡化过程中 ， 不过我们的研究重点是钒氧化还原液流电池 。 ”
_本文原题:改善液流电池性能和环保可持续性 科学家从虾壳中发现电极材料
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