一排排裝滿了化學原料的巨大水箱，儲存著來自大型太陽能和風力發(fā)電場的能源，為整個城市提供電力:未來這種景象將會非常常見。
電池將為儲能提供動力，但它們不一定都是鋰離子電池。流電池在未來的可再生能源世界中占有一席之地。
什么是液流電池?它們是由兩個相連的容器組成的系統(tǒng)，都含有電解質液體:一個帶有帶正電的陰極，另一個帶有帶負電的陽極，就像鋰離子電池一樣。電從一種電解質液體通過兩個容器之間的薄膜傳遞到另一種電解質液體。
液流電池的使用壽命更長，因為從一個電池到另一個電池的電流不會使薄膜退化，并且可以鋰離子電池一樣充電。真流電池也被稱為氧化還原液流電池，這是根據(jù)它們所利用的兩個反應:還原，即電子的獲得，和氧化，即電子從電解質液體流失到電解質液體。
氧化還原液流電池的主要問題是需要依賴賴于釩這種昂貴的材料。但隨著電池領域的不斷創(chuàng)新，出現(xiàn)突破性進展只是時間問題。南加州大學的科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種使用廉價、可持續(xù)材料的液流電池。
USC團隊使用的是一種硫酸鐵溶液和一種名為蒽醌二磺酸(簡稱AQDS)的化合物溶液。硫酸鐵是一種既便宜又容易獲得的礦業(yè)廢料。該研究的合著者Surya Prakash表示：“這種溶液可以用任何碳基原料制造，包括二氧化碳在內(nèi)”。
沒有什么比使用由二氧化碳制成的電解液的電池更好的了，特別是如果這種電池的制造成本很低，而且比鋰離子電池這個競爭對手壽命更長。使用壽命的長短非常重要。如果世界真的要發(fā)展可再生能源，我們就需要持久的儲能系統(tǒng)來提供可靠的電力。鋰離子電池并不是特別耐用。根據(jù)該作者的觀點：新的氧化還原液流電池將具備更長的使用壽命。
“到目前為止，還沒有經(jīng)濟上可行的、環(huán)保的、可持續(xù)25年的儲能解決方案，”該研究的主要作者、化學教授Sri Narayan說?！颁囯x子電池使用壽命不長，而釩基電池使用昂貴、相對有毒的材料，限制了大規(guī)模使用。我們的系統(tǒng)將為這一難題找到最佳答案。我們預計這些電池將用于住宅、商業(yè)和工業(yè)建筑，以獲取可再生能源。”
為了應對可再生能源發(fā)電能力的增長和一些經(jīng)濟體對可再生能源的徹底轉變的計劃，人們似乎在推動開發(fā)傳說中的的二代液流電池。
液流電池似乎更容易用于大規(guī)模的公用事業(yè)級儲能項目，這些開發(fā)人員現(xiàn)在專注于廉價和豐富的材料，如含鐵化合物，以及環(huán)保，無腐蝕性的解決方案。聽起來液流電池可以給我們帶來可再生能源的終極目標:可靠、長期。
已經(jīng)有預測稱，未來液流電池可能會取代鋰離子電池技術?！赌茉创鎯π侣劇?Energy Storage News)援引商業(yè)情報公司IDTechEx最近的一份報告指出，迄今為止，液流電池的存儲容量約為70兆瓦/250毫瓦時，且都應用在中、大型項目中。然而，得益于電池的快速響應時間、可擴展性，以及比鋰離子電池更容易回收利用，液流電池的應用將會持續(xù)增長。
該報告證實了之前的預測，這一次來自Navigant的《儲能新聞》也報道了這一預測。該研究公司指出，盡管起步緩慢，但隨著技術的進步，液流電池正在逐漸取代鋰離子電池。也是時候了。液流電池技術已經(jīng)存在了幾十年，但由于液流電池必須要用到昂貴的釩，因此阻礙了它的大規(guī)模應用。
這是一個好消息，因為當這場疫情結束之后，世界將恢復到正常軌道中，當我們再次開始談論碳足跡時，儲能將在全球發(fā)揮巨大作用。如果要實現(xiàn)可再生能源的目標，僅加州到2026年就需要高達1GW的儲能能力。儲能具備的低成本、可靠性、耐用性，以及非常重要的，所有組件的可回收性等一系列優(yōu)點將受到重視。
據(jù)IDTEchEx預計，氧化還原液流電池市場，包括昂貴的釩電池，在未來幾年將以每年30%的速度增長。主流電池技術很可能正在發(fā)生更新?lián)Q代。這對于鋰離子電池研發(fā)者們來說或是時代更迭的警醒標志。
