可循环充电超万次锰氢气电池问世

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  随着可再生能源开发利用规模的不断扩大及智能电网产业的迅速崛起,储能技术的重要性日益凸显。记者7日获悉,由美国斯坦福大学崔屹教授领衔的研究团队介绍了一种可循环充电1万次以上的锰氢气电池,可实现10年以上的稳定性能。该成果发表在《自然·能源》上。

  据该成果的第一作者、美国斯坦福大学材料科学与工程学院的陈维博士介绍,他们发明的锰氢气电池使用高表面积的碳作为正极集流体,易溶于水的硫酸锰盐作为电解液,由催化剂控制的氢气作为负极。该电池从设计、充放电原理、测试方法和性能上都有别于以往任何水系电池。

  成果显示,锰氢气电池具有非常优异的电化学性能,比如稳定的放电电压1.3伏,高倍率的放电电流100mA/cm2,大于1万次的稳定循环,以及较高的质量能量密度139Wh/kg和体积能量密度210Wh/L。而且,该电池很容易放大用于大规模储能。

  大规模储能是实现可再生能源普及应用的核心技术。现有的大规模储能技术(如抽水储能、压缩空气储能)以及各种蓄能电池(如锂离子电池、钠硫电池、液流电池)等均存在不同的问题,远不能满足大规模储能廉价、安全、高能量密度和高稳定性的要求。崔屹表示:“锰氢气电池的发明将对大规模储能的格局产生重要影响,进一步缓解由传统化石能源带来的严重碳排放和空气污染。”

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