南加州大學(xué)：水性有機(jī)電池有望替代鋰電池

鋰離子電池有著相當(dāng)不錯(cuò)的便攜性，但是它們也有一些比較明顯的缺點(diǎn)——比如散熱和有毒元素—— 這限制了其應(yīng)用的發(fā)展。不過，美國(guó)南加州大學(xué)的科學(xué)家們，卻正致力于“水性有機(jī)電池”(water-based organic battery)的研究。新技術(shù)不僅成本低，而且也更環(huán)保，并且有望應(yīng)用到風(fēng)力或太陽能發(fā)電的儲(chǔ)能端。

南加州大學(xué)開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)，正式名稱為“有機(jī)回流電池”(Organic redux flow battery)，而其工作原理則有點(diǎn)像燃料電池。

與之類似的還有美國(guó)宇航局開發(fā)的太陽神電動(dòng)無人機(jī)(其采用了兩套電化學(xué)物質(zhì)溶液劑)。這些溶液劑(solutions)會(huì)通過薄膜進(jìn)行反應(yīng)，并產(chǎn)生電能。

研究團(tuán)隊(duì)表示，容器的大小尺寸可以隨意定制，因此最終儲(chǔ)能大小就取決于儲(chǔ)罐的最終尺寸。此外，該液流電池還比鋰離子電池(及其變種)有著更佳的使用壽命。

南加州大學(xué)文理學(xué)院化學(xué)教授Sri Narayan表示：“新型電池可達(dá)到5000次的循環(huán)充電，預(yù)計(jì)使用壽命為15年。與之相對(duì)的是，鋰離子電池只有大約1000次的循環(huán)使用壽命，而制造成本卻是液流電池的10倍以上”。

該“有機(jī)回流電池”的關(guān)鍵，在于其所使用的電活性材料——它沒有使用金屬或其它有毒物質(zhì)，而是有機(jī)化合物。

通過反復(fù)試驗(yàn)，研究人員得以開發(fā)出基于“氧化有機(jī)化合物”(oxidized organic compounds)的材料——quinones。

其廣泛存在于植物、真菌和細(xì)菌，某些動(dòng)物、以及參與光合作用和細(xì)胞呼吸組織中。該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該技術(shù)有朝一日可實(shí)現(xiàn)兼顧環(huán)保和成本效益的“超大規(guī)模”電池庫。