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RMIT開發(fā)質(zhì)子電池 可實現(xiàn)廉價的能源存儲且環(huán)境友好
時間:2023-08-01 09:20來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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墨爾本的工程師們正在全球競爭中爭奪領(lǐng)先地位，以制造一種不依賴稀缺自然資源的廉價可充電電池來儲存太陽能。
據(jù)外媒報道，皇家墨爾本理工大學(xué)（Royal Melbourne Institute of Technology，RMIT）獲得實驗性“質(zhì)子電池（proton battery）”專利，未來該電池可用于為家庭、車輛和設(shè)備供電，而不會面臨鋰離子電池報廢時的環(huán)境挑戰(zhàn)。RMIT團(tuán)隊在質(zhì)子電池方面的工作結(jié)果和分析已發(fā)表在期刊《Journal of Power Sources》上。
圖片來源：RMIT
該電池使用碳電極來儲存從水中分離出來的氫氣，然后作為氫燃料電池來發(fā)電。RMIT團(tuán)隊目前正與意大利國際汽車零部件供應(yīng)商Eldor Corporation開展為期兩年的研究合作，以開發(fā)這項技術(shù)并制作原型電池。過去五年里，RMIT一直與Eldor在同一技術(shù)上進(jìn)行合作。
首席研究員、RMIT教授John Andrews表示，最近的設(shè)計改進(jìn)表明，該質(zhì)子電池作為鋰離子電池的碳中性替代品正在變得具有競爭力。
工程學(xué)院的Andrews表示：“隨著世界逐漸轉(zhuǎn)向間歇性可再生能源以實現(xiàn)溫室氣體凈零排放，市場對高效、廉價、安全且擁有可靠供應(yīng)鏈的額外存儲方案的需求將會很高。這就是質(zhì)子電池可能具有真正價值的地方，也是我們熱衷于繼續(xù)將其開發(fā)為可行的商業(yè)替代品的原因。此外，質(zhì)子電池也不存在報廢時的環(huán)境挑戰(zhàn)，因為所有組件和材料都可以恢復(fù)活力、重復(fù)使用或回收。”
RMIT團(tuán)隊利用該電池取得的最新成果
該團(tuán)隊展示了質(zhì)子電池可作為為幾個小風(fēng)扇和一盞燈供電幾分鐘的工作裝置。Andrews表示，他們最新的電池碳電極的氫存儲容量為2.2 wt%，幾乎是2018年原型電池的3倍，是其他報道的電化學(xué)儲氫系統(tǒng)的2倍多。
Andrews說：“我們電池的單位質(zhì)量能量已與市售鋰離子電池相當(dāng)，同時在減少地下資源消耗方面更加安全、對地球更好。且該電池也有可能實現(xiàn)超快速充電。我們的質(zhì)子電池使用的主要資源是碳，與其他類型的可充電電池（如鋰、鈷和釩）所需的資源相比，碳儲量豐富，在所有國家都可以獲得，而且價格便宜。”
地球上的鋰供應(yīng)集中在少數(shù)幾個國家，而鋰電池中使用的鈷等其他金屬正變得越來越稀缺和昂貴。
質(zhì)子電池如何工作？
在充電過程中，質(zhì)子電池分裂水分子產(chǎn)生質(zhì)子，質(zhì)子與碳電極結(jié)合。Andrews稱質(zhì)子電池避免了在高壓下儲存氫氣，然后在燃料電池中再次分裂這些氣體分子。
Andrews表示：“放電時，質(zhì)子再次從碳電極中釋放出來，并穿過膜與空氣中的氧氣結(jié)合形成水——這就是發(fā)電的反應(yīng)。我們的質(zhì)子電池比傳統(tǒng)氫系統(tǒng)的損耗低得多，使其在能源效率方面可直接與鋰離子電池相媲美。”
未來發(fā)展
Andrews表示：“我們期待與Eldor公司合作，在墨爾本和意大利進(jìn)一步開發(fā)這項技術(shù)，生產(chǎn)出具有滿足一系列家庭和商業(yè)應(yīng)用需求的存儲容量的原型電池，并合作將儲能系統(tǒng)從瓦特擴(kuò)大到千瓦，并最終擴(kuò)大到兆瓦規(guī)模。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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