液流電池有助于大規模能量儲存，未來有望在可再生能源的備份利用上派上大用場，但目前仍有一些問題需要克服。好消息是，斯坦福大學的工程師們，剛剛打造了一種可在室溫下保持液態的金屬混合物，并將之用于一款新型液流電池 —— 其特點是可擴展、安全、高效、并且廉價。在液流電池中，陰極和陽極呈流體形式、并保持在外部罐體中，以便在需要時泵入主電池。在那里，兩種液體被膜隔開；當充電或釋放能量的時候，即可選擇性地允許它們交換電子。

左起為：斯坦福大學博士生 Geoff McConohy、Antonio Baclig、Andrey Poletayev（攝影 / Mark Goled）

液流電池裝置有望成為未來大規模能量儲存的首選方案，但此前使用的化學品通常有毒、昂貴、且難以處理。為了設計新型液流電池，斯坦福大學團隊使用了獨特的材料組合，以克服這些問題。

首先，用作電池負極的流體換成了鈉鉀合金。這種混合物在室溫下仍呈液態，理論能量密度可達到傳統方案的 10 倍。

而在電池的陽極，研究團隊也測試了四種不同的水基液體。

鈉鉀合金是一種在室溫下呈液態的金屬，可用于高壓液流電池。

第二種新材料的運用，藏身在電池內部的膜中。研究團隊使用了鉀和氧化鋁制成的陶瓷膜，在保持正負流體分離的同時、仍允許電流在它們之間流動。

報道稱，新型電池陽極和膜的組合，產生的電壓是其它液流電池的兩倍 —— 這意味著電池的能量密度可以更高、生產成本則更低。

團隊 開發 的原型，已證明了數千小時的運行穩定性。

研究配圖 - 1：電池原理與電壓介紹

論文合著者 Antonio Baclig 表示：

新電池技術可滿足許多不同的性能指標，通過進一步的工作，我們有望實現成本、效率、尺寸、壽命、安全性等方面的均衡。

研究人員稱，將來團隊可以嘗試調節膜的厚度、或者使用非水性液體作為電池的陽極。

研究配圖 - 2：鈉鉀-氧化鋁的穩定性和相容性

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《焦耳》（ Joule ）期刊上。原標題為：

《High-Voltage, Room-Temperature Liquid Metal Flow Battery Enabled by Na-K|K-β″-Alumina Stability》

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