冠佳智造研究院

2017年10月20日

冠佳是电子电源行业整厂自动化装备领先提供商.

   风能和太阳能近些年被大规模开发使用，由于他们具有间歇性地特点以及运行成本过高而不能大规模的连接电网。这些可再生能源也需要更实惠的储备系统，介于可再生能源每千瓦时运行就需100美元的成本，目前也只能小范围使用。

   日前MIT的研究者开发出了“空气呼吸电池”，他能够长时间的储存电量，而他的成本仅是目前同类科研产品成本的五分之一。小体积设置和零排放成为他独一无二的一大亮点。

   “空气呼吸电池”研究者表示他将被大量使用到零散可再生能源的搜集储藏工作当中，从而使可再生能源大范围的利用和开发。

   “空气呼吸电池”的正极，采用可充电、流动的溶剂硫磺，相对而言这种材料是比较便宜的。而他的负极，采用一种充气的盐溶液，以吸收和释放平衡电荷的氧气，而离子穿梭于电极之间。

   “这款电池他可以像人一样自主的进行呼吸，但是他是不会呼出二氧化碳的”麻省理工学院(MIT)材料科学与工程学院(Kyocera)教授Yet-MingChiang：”这款电池包含正负极以及电解液在内的所有化学材料支出仅仅是像锂离子电池这样现有电池制作材料成本的三十分之一。因而他却可以大范围的长时间的（数日乃至四季）运用到风能和太阳能的储藏工作中，而每千瓦时只需支付20-30美元即可”。

    “空气呼吸电池”研发最终要的就是找到最合适的平衡点。

   “空气呼吸电池”在2012年开始研发， 180位研究人员用了5年在能源储蓄这个项目上。

    项目研究人员，最初是想在电池的正负极中用硫磺，这种高能量密度的石油和天然气副产品，而他的储存成本也是低于水和空气的。在当时让这种廉价的液态材料产生有用的电荷且保持稳定是极具挑战的。

    直到一次实验的偶然的发现一种高锰酸钾的混合物，如果他被用在负极材料中，可以缩短正极到负极的反应时间，产生电能。然而，高锰酸盐的还原通常是不可能逆转的，而电池的负极产生的意想不到的化学反应致使也解决了电池可被再吃充电的问题！

    在这个概念的基础上，研究团队研发出了一种流体电池。通过电极不断地泵出电解质，并通过反应产生电荷或放电。这种电池是由含有锂或钠离子的聚硫化物的液体正极(阳极)组成，以及一种液体负极(阴极)，再由一种由薄膜隔开的含氧溶解盐组成。

   在放电过程中，钠离子将电子释放到一个外部电路中，锂或钠离子会向负极传输。同时，为了保持电性，负极吸收氧气，产生带负电的氢氧根离子。

    在充电的时，这个逆转过程更为简单。氧从负极中被排出，增加氢离子，它通过外部电路将电子回馈给正极溶解。

  他的工作原理简单了说就是“通过在系统内外吸收氧气来产生电荷平衡的。”

   由于电池使用超低成本的材料，它的化学成本是任何可充电电池的最低(如果不是最低)，以保证长期有效的排放。它的能量密度略低于今天的锂离子电池。

    锂-硫和锂-空气电池——在负极中使用硫或氧——存在于今天。维斯瓦纳坦说，麻省理工学院研究的关键创新是将这两个概念结合起来，创造出一种低成本的电池，其效率和能量密度相当。这一设计可能会激发该领域的新工作

   使可再生能源更可靠！

   “空气呼吸电池”目前的体积犹如咖啡杯一般大小。但是；流体电池他有很大的伸缩性，他们加以组合会成为更大的电能系统。

这种电池可以在几个月内持续放电，正好可以用在风能和太阳能这种难以控制的可再生能源的电能储存。

   像这样的流动电池的能量密度比抽水蓄能电站高出500多倍。”它也更加紧凑，所以你可以想象把它放在任何可再生的地方。