大型儲能系統(tǒng)未來將越來越重要,為了研發(fā)安全、低成本與高效率儲能電池與系統(tǒng),美國斯坦福大學(xué)透過水與鹽打造出新型態(tài)水基錳氫(manganesehydrogen)電池,盼望該電池能儲存風(fēng)能與太陽能,有效利用再生能源電力并發(fā)展成電網(wǎng)級儲能設(shè)備。
太陽能與風(fēng)能為當(dāng)今受歡迎再生能源技術(shù),但該產(chǎn)業(yè)為間歇性能源,有效儲存多余電力為解決缺電與電力供過于求之道,其中鋰離子電池雖然為儲能技術(shù)龍頭,不過大規(guī)模建置鋰離子儲能電廠將所費(fèi)不貲,也需要定期更換電池。
而斯坦福大學(xué)研發(fā)的新型錳氫電池可解決成本與電池壽命挑戰(zhàn),可望發(fā)展為電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)。斯坦福材料科學(xué)教授崔屹指出,團(tuán)隊(duì)把一種特殊鹽溶于水與電極,產(chǎn)生可逆化學(xué)反應(yīng),以氫氣的形式儲存再生能源電力。
為將電力轉(zhuǎn)換成氫氣,團(tuán)隊(duì)首先將一種常見于干電池、肥料、紙類的工業(yè)鹽「硫酸錳」溶于水中制成錳氫電池,當(dāng)電力通過硫酸錳溶液時(shí)會觸發(fā)化學(xué)反應(yīng),并在電極產(chǎn)生二氧化錳粒子,而多余電子則形成氫氣,可在需要電力時(shí)做為燃料燃燒或重新產(chǎn)生電力。
目前工程師已經(jīng)成功利用氫氣發(fā)電,下一步則是證明該水基電池可重復(fù)充電。團(tuán)隊(duì)借由將電源接上能源用盡的電池原型,將電極上的二氧化錳粒子與水結(jié)合,補(bǔ)充溶液中的硫酸錳鹽。一旦補(bǔ)足溶液中的鹽分,電子將會過剩并再次重復(fù)循環(huán)。
(Source:斯坦福大學(xué))
該研究目前仍處于初步階段,約7.6公分的原型能產(chǎn)生20毫瓦小時(shí)電力,約可為LED手電筒供電,而研究員相信該技術(shù)可擴(kuò)展至工業(yè)級儲能系統(tǒng),充放電高達(dá)1萬次,打造壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過十年的電池。
崔屹表示,考量到水基電池預(yù)期壽命,預(yù)計(jì)可以1美分讓100瓦燈泡持續(xù)發(fā)亮12小時(shí),而團(tuán)隊(duì)相信該技術(shù)將能滿足美國能源部(DOE)對公用事業(yè)規(guī)模儲能系統(tǒng)目標(biāo)。根據(jù)能源部建議,儲能系統(tǒng)得在一小時(shí)內(nèi)釋放至少20kw電力,且最少能重復(fù)充電5,000次,使用壽命則為10年或以上,而為了讓電池具有實(shí)際應(yīng)用性,儲能系統(tǒng)成本得在2,000美元以下,大約是每KWh100美元。
太陽能與風(fēng)能為當(dāng)今受歡迎再生能源技術(shù),但該產(chǎn)業(yè)為間歇性能源,有效儲存多余電力為解決缺電與電力供過于求之道,其中鋰離子電池雖然為儲能技術(shù)龍頭,不過大規(guī)模建置鋰離子儲能電廠將所費(fèi)不貲,也需要定期更換電池。
而斯坦福大學(xué)研發(fā)的新型錳氫電池可解決成本與電池壽命挑戰(zhàn),可望發(fā)展為電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)。斯坦福材料科學(xué)教授崔屹指出,團(tuán)隊(duì)把一種特殊鹽溶于水與電極,產(chǎn)生可逆化學(xué)反應(yīng),以氫氣的形式儲存再生能源電力。
為將電力轉(zhuǎn)換成氫氣,團(tuán)隊(duì)首先將一種常見于干電池、肥料、紙類的工業(yè)鹽「硫酸錳」溶于水中制成錳氫電池,當(dāng)電力通過硫酸錳溶液時(shí)會觸發(fā)化學(xué)反應(yīng),并在電極產(chǎn)生二氧化錳粒子,而多余電子則形成氫氣,可在需要電力時(shí)做為燃料燃燒或重新產(chǎn)生電力。
目前工程師已經(jīng)成功利用氫氣發(fā)電,下一步則是證明該水基電池可重復(fù)充電。團(tuán)隊(duì)借由將電源接上能源用盡的電池原型,將電極上的二氧化錳粒子與水結(jié)合,補(bǔ)充溶液中的硫酸錳鹽。一旦補(bǔ)足溶液中的鹽分,電子將會過剩并再次重復(fù)循環(huán)。
(Source:斯坦福大學(xué))
該研究目前仍處于初步階段,約7.6公分的原型能產(chǎn)生20毫瓦小時(shí)電力,約可為LED手電筒供電,而研究員相信該技術(shù)可擴(kuò)展至工業(yè)級儲能系統(tǒng),充放電高達(dá)1萬次,打造壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過十年的電池。
崔屹表示,考量到水基電池預(yù)期壽命,預(yù)計(jì)可以1美分讓100瓦燈泡持續(xù)發(fā)亮12小時(shí),而團(tuán)隊(duì)相信該技術(shù)將能滿足美國能源部(DOE)對公用事業(yè)規(guī)模儲能系統(tǒng)目標(biāo)。根據(jù)能源部建議,儲能系統(tǒng)得在一小時(shí)內(nèi)釋放至少20kw電力,且最少能重復(fù)充電5,000次,使用壽命則為10年或以上,而為了讓電池具有實(shí)際應(yīng)用性,儲能系統(tǒng)成本得在2,000美元以下,大約是每KWh100美元。