隨著全球范圍內(nèi)的太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)越來越普遍，在無法發(fā)電時它們將需要能夠存儲電力的電池。哈佛大學(xué)的研究者最近就推出了一種很有前景電池原型。

　　哈佛大學(xué)的研究者研發(fā)出一種液流電池，可在液體容器中存儲電能，而且使用的都是無毒、無腐蝕性和非燃性的材料。

　　攝影：ELIZA GRINNELL，哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院撰文：Wendy Koch

　　如果你想擁有一座太陽能供電的房子，沒有太陽的日子最好能依靠不會著火的電池度過難關(guān)，哈佛大學(xué)的研究者可能給出了完美的解決方案。

　　在研發(fā)未來電池的競賽中，哈佛大學(xué)的研究者率先亮出了獨特的方案。他們表示新研發(fā)的液流電池造價低廉，而且選用無毒、無腐蝕性、非燃性的電池材料是他們的首創(chuàng)。

　　“這是電池的巨大進(jìn)步，為所有人使用提供了可能，”哈佛大學(xué)工程學(xué)教授、發(fā)表于《科學(xué)》雜志上的這篇研究的共同作者M(jìn)ichael Aziz說道。這種電池沒有腐蝕性，非常安全，因此在商業(yè)領(lǐng)域和家庭范圍內(nèi)都適用，“我很樂意把這種電池放在家里用，”他補充道。

　　隨著氣候改變加劇，人類對清潔能源的需求也與日俱增，儲能技術(shù)便成了可再生能源的圣杯，過去5年來關(guān)于該技術(shù)的研究也開始取得進(jìn)展。原因很簡單：太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)只能間歇性發(fā)電，當(dāng)沒有陽光或風(fēng)的時候，就需要動用儲存的能源。

　　20多年前，索尼公司研發(fā)出了用于個人電子產(chǎn)品的鋰離子電池，不過這種電池存在一定缺陷。這種電池造價昂貴，尤其是大型號的電池，而且易燃。鋰離子電池曾導(dǎo)致一些電動汽車著火，成批運輸?shù)匿囯x子電池甚至曾引燃運輸飛機(jī)。

　　因此，研究者正在改進(jìn)鋰電池，同時尋求其替代品。一些研究者，如獲得美國能源部資助的哈佛大學(xué)研究者不僅在探索新的電池原料組合，還在嘗試納米材料。

　　Aziz的團(tuán)隊一直在研究液流電池，與傳統(tǒng)的固體電池不同，這種電池在外部的液體容器中蓄電。液體容器越大，存儲的電就越多。大部分此類電池都使用釩金屬，昂貴不說還有腐蝕性。

　　去年，哈佛大學(xué)的科學(xué)家利用醌類有機(jī)分子制造了一個液流電池原型。盡管該電池性能良好，并授權(quán)給歐洲的一家公司生產(chǎn)，不過電池含有有毒的揮發(fā)性物質(zhì)溴。因此，今年團(tuán)隊對電池進(jìn)行了改進(jìn)，利用無毒、無腐蝕性的亞鐵氰化物代替了溴。

　　“因為有氰化物的字眼，聽起來好像很不好的感覺，”在關(guān)于新發(fā)現(xiàn)的一個大學(xué)發(fā)布會上，發(fā)現(xiàn)新配方的Michael Marshak說道，那時他還是哈佛大學(xué)的博士后?！扒杌锬苤氯怂劳?，是因為可與人體內(nèi)的鐵緊密的結(jié)合在一起。亞鐵氰化物是已經(jīng)與鐵化合的物質(zhì)，所以是安全的，”如今是科羅拉多大學(xué)波德分?；瘜W(xué)系副教授的Marshak說道，他還補充說亞鐵氰化物現(xiàn)在常被用作食品添加劑和肥料。

　　“這項研究是突破性的，證明了有機(jī)分子可當(dāng)作活性成分，” 阿貢國家實驗室儲能研究聯(lián)合中心的主任George Crabtree說道。他表示該研究“值得注意且很有前景，”這種電池“剛觸及有機(jī)分子領(lǐng)域的表面?！?/p>

　　另一位沒有參與該研究的電池專家也看到了其優(yōu)點?！斑@種電池的伸縮性強，非常安全，而且可能會很便宜，” 凱斯西儲大學(xué)的工程學(xué)教授Robert Savinell說道。他希望未來10年內(nèi)該電池能實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，不過在此之前還需要進(jìn)行更多的測試。

　　Aziz對此表示認(rèn)可?！拔覀冃枰C明這些有機(jī)分子在成千上萬次充電過程中不會分解，”針對研究團(tuán)隊沒有做長時間的觀察研究他說道。Aziz預(yù)計類似的測試會在未來一年中開展，不過哈佛大學(xué)很可能在未進(jìn)行實驗之前就對該技術(shù)進(jìn)行授權(quán)。

　　“技術(shù)授權(quán)可能很快就會發(fā)生，”Aziz說道，同時指出已經(jīng)有數(shù)家公司與他進(jìn)行接觸。至于有多快，他表示取決于受讓方是剛起步的公司還是成熟的電池生產(chǎn)商。

　　其它一些人，如Elon Musk和其管理的特斯拉超級電池工廠，則急于大規(guī)模生產(chǎn)汽車用、家用以及商業(yè)用的電池。隨著太陽能和風(fēng)能發(fā)電量不斷增加，Aziz預(yù)計蓄能行業(yè)將會出現(xiàn)巨大競爭。

　　不過考慮到巨大的潛在市場規(guī)模，他表示即使是最便宜電池的生產(chǎn)速度可能也趕不上需求產(chǎn)生的速度。