高压，液态金属电流电池在室温下运行

由Mark Golden.

一种新的材料组合可以实现特殊类型的可充电电池的潜力，以便在需要快速，成本和正常环境温度下迅速地提供电网的大量可再生能力。

多年来，研究人员已经追十博网站怎么进入求了该技术的实际应用，称为“流动电池”，为网格。这些电池在单独的大罐中存储电子捐赠流体和电子吸收流体，并且可以将流体一起流动，以便在需要时产生电流的化学反应。十博网站怎么进入研究人员大大用了溶解在水中的电活性分子，但水限制了可用于具有低电压的化学品。其他调查的流体需要极高的温度或使用非常有毒或昂贵的化学品。

当混合时，钠和钾在高于冻结和正常的温度下成为液态金属
压力，如在此视频中所见。合金可含有40％至90％的重量钾。（信用：Antonio Baclig）

10bet bwin斯坦福大学材料科学与工程教授，威廉·克苏，他的博士学生Antonio Baclig和Jason Rugolo，现在是一个技术勘探器，在字母表的研究子公司X开发，决定尝试钠和钾（Na-K​​）作为电池的电子供体或负侧的流体。十博网站怎么进入混合时，这些元件在室温下形成液态金属。该液体具有每克的可用能量的至少10倍，作为流动电池的负侧流体的其他候选。

对于第一细胞的负极和正面之间的分离器，该团队使用由钠和氧化铝制成的陶瓷。该膜必须在流体之间传导离子作为产生电流的必要部分，而不使其他化学品通过。当电子离10bet bwin开电路时，斯坦福科学家预计该膜将正钠离子对电池的正侧进行。

然而，在第一个实验中，来自Na-K流体的钾进入并快速断裂陶瓷膜，使装置无用。该团队怀疑将移动阳性离子从钠到钾转换为稳定的高压装置。它们所要做的就是将膜从氧化铝和钠的氧化氢和氧化铝和钾制成的不太常见的膜。

钠钾合金是一种室温液态金属，可以解锁高压流动
电池。紫点表示钾原子，蓝点是钠。陶瓷
膜在放电期间将正钾离子传导到电池的正侧，
在充电期间回到负面。（图片信用：Antonio Baclig）

有效。虽然水基流量电池限制在约1.5伏特，但新器件的开路电压为3.1-3.4 V.即使是非水，熔盐的流量电池均仅在极高的温度下运行，但受到限制最多2.3 V.并且新膜与NA-K保持稳定，千小时运行。研究是十博网站怎么进入封面故事7月18日问题焦耳是一家同行可持续能源技术综述期刊。

“我们仍然有很多工作要做，”Baclig说：“但这是一种新型的流量电池，可以经济实惠地使用地球丰富的材料衡量太阳能和风力的更高利用。”

更高的电压导致成本更低

电池的开路电压测量每个电子传送多少能量。通过使电压加倍，例如，通过电池通过的每个电子携带两倍的能量。这显着增加了相对于电池尺寸存储的能量，以及电池可以提供功率的速度，称为功率密度。新设备展示了每厘米65毫瓦的最大功率密度²在22摄氏度（72°F）。

“这种功率密度很有希望，因为它表明膜真的是限制力量的唯一物品，我们可以改善，”克啦。“以前，看电池的人们会认为对Na-K侧和水性正侧的界面效应将导致更低的功率密度。”

最重要的是，对于固定电池，更高的电压导致制造成本更低。

斯坦福博士学位参与其中，10bet bwin除了Baclig还包括Ge十博体育官网在线平台off McConohy和Andrey Poletayev之外，还发现陶瓷膜非常有选择性地进行钾离子，几乎不迁移到细胞的正侧。这是利用新膜的长寿的Na-K电池非常令人鼓舞。

10bet bwin斯坦福博士候选人（左边）Geoff McConohy，Antonio Baclig和Andrey Poletayev
是新流电池背后的主要学生。十博体育官网在线平台（图片信用：马克金色）

然而，虽然NA-K在以前流动电池中使用的大多数化学品含有比大多数化学物质含有更多的液体，但新器件的膜减慢了其功率输出。

“通常，这些类型的膜在高于200摄氏度的温度下使用（392f），这允许钾离子更快地移动它们。我们想要一个室温电池，这意味着膜抗性可能是有限的，“贝加格说。“我们尝试了一种更薄的膜，这促进了该装置的功率，并显示精炼膜的设计是一个有前途的道路。”

此外，斯坦福队队的各种流体试图在电池的正面限制其存储可访问10bet bwin电力的能力。在正常的室温下，所示的存储容量与其他类型的流动电池相当。

前方的工作

该研究在电池的正侧进行了四种不同的流体。两种使用的水基溶剂和两种使用的碳酸盐基溶剂。以前的工作表明，水会降解这类膜。如预期的那样，陶瓷膜与水基流体相互作用，仅在几分钟后导致不可用的装置。化学添加剂和涂料大大降低了降解，但水呈现另一个问题：它与Na-k具有高度反应性。

该团队正在调查积极的液体，重点关注非水基。

“新的电池技术具有如此多的不同性能指标，以满足：成本，效率，尺寸，寿命，安全等，”Baclig说。“我们认为这种技术有可能，有更多的工作，满足他们所有人，这就是为什么我们对此感到兴奋。”

该项目由斯坦福的资助10bet bwinTomkat可持续能源中心， 这征管人类学院， 这国家网格公司通过斯坦福的10bet bwin能源3.0公司联盟计划，以及国家研究基金会韩国十博网站怎么进入。参与的学十博体育官网在线平台生们另外由美国提供支持国家科学基金会和10bet bwin斯坦福毕业生奖学金。