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新有机分子可用于高效廉价电池

新华社华盛顿7月23日电(记者 周舟)电池储能能力对风能、太阳能等清洁能源的使用至关重要。美国哈佛大学研究人员新发现一种有机分子,有望用于长效、高质量的液流电池,比目前使用的电池更安全廉价。

液流电池是一种电化学储能装置,在存储大规模清洁能源方面比传统锂电池更安全经济。目前常见的是正负极使用钒盐溶液的钒液流电池,但这种电池的成本及维护费用都比较高。

23日发表在美国《焦耳》杂志上的研究显示,一种被称为“玛士撒拉醌”的分子可在长达几年时间内数万次充放电。“玛士撒拉”取自《圣经·旧约》中的长寿族长,醌是光合作用和细胞呼吸等自然过程中的关键分子。

哈佛大学材料科学及化学等学科的研究人员合作,对醌在液体电池中的老化过程进行了分析,在此基础上对醌分子进行改良修饰,研制成提高了液流电池寿命的“玛士撒拉醌”分子。

研究显示,在实验室条件下,“玛士撒拉醌”分子的老化率每天不足0.01%,每次充放电引起的老化率不足0.001%,每年的整体老化率预计不到3%,预计可有效充放电数万次。此外,“玛士撒拉醌”分子可溶性强,在较小空间中能储存更多能量。由于“玛士撒拉醌”分子是在弱碱性电解质中发挥作用,可使用更为廉价的密封材料和聚合物膜分离正负极,进一步降低了成本。

论文通讯作者、哈佛大学材料和能源技术教授迈克尔·阿齐兹说,利用这一新发现分子制备的液流电池具有更长效的稳定性,并且已具备商用能力。论文共同第一作者、哈佛大学博士后研究人员大卫·卡比说,这种有机分子有望替代昂贵的钒液流电池。

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