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科學家們已經(jīng)創(chuàng)造了一種為電網(wǎng)設(shè)計的電池，可以鎖定能量數(shù)月而不會損失太多存儲容量。熔鹽電池的發(fā)展，是朝著可用于季節(jié)性存儲的電池邁出的一步：在一個季節(jié)（如春季）節(jié)省能源，并在另一個季節(jié)（如秋季）使用能源。

原型很小，大約是曲棍球的大小。但該裝置背后的科學的潛在用途是巨大的，預示著來自間歇性來源（如陽光和風）的能量可以長時間儲存的時間。PNNL科學家將相關(guān)工作發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。

“在整合大量可再生能源時，持續(xù)時間更長的儲能技術(shù)對于提高電網(wǎng)的彈性非常重要，”美國DOE電力辦公室儲能主任Imre Gyuk說。“這項研究標志著向季節(jié)性電池存儲解決方案邁出的重要一步，該解決方案克服了當今電池技術(shù)的自放電限制。

可再生能源隨著自然的循環(huán)而起伏。這使得很難將它們包含在可靠，穩(wěn)定的電力流中。例如，在春季的太平洋西北地區(qū)，河流充滿了徑流電力水力發(fā)電大壩，就像風猛烈地吹下哥倫比亞峽谷一樣。所有這些電力必須立即利用或最多存儲幾天。有關(guān)更多信息，請參閱IDTechEx關(guān)于2021-2031年固定式儲能電池的報告。

電網(wǎng)運營商希望利用春季的能量，將其存儲在大型電池中，然后在今年晚些時候釋放它，當時該地區(qū)的風力緩慢，河流低，電力需求達到峰值。這些電池還將增強公用事業(yè)公司在嚴重風暴期間抵御停電的能力，使大量能源在颶風，野火或其他災難后可以輸入電網(wǎng)。

首先將電池加熱至180攝氏度，使離子流過液體電解質(zhì)以產(chǎn)生化學能。然后，將電池冷卻到室溫，基本上鎖定電池的能量。電解質(zhì)變成固體，穿梭能量的離子幾乎保持靜止。當需要能量時，電池被重新加熱，能量流動。凍融現(xiàn)象是可能的，因為電池的電解質(zhì)是熔鹽 - 普通食鹽的分子表親。該材料在較高溫度下是液體，但在室溫下是固體。

熔鹽電池回避了任何讓汽車閑置太久的人都熟悉的問題：電池在閑置時會自行放電。快速放電率，就像大多數(shù)汽車或筆記本電腦中的電池一樣，會阻礙設(shè)計用于存儲能量數(shù)月的網(wǎng)格電池。

值得注意的是，PNNL熔鹽電池在12周內(nèi)保留了92%的容量。

該團隊避免了稀有，昂貴和高反應(yīng)性的材料。相反，鋁鎳熔鹽電池充滿了地球上豐富的常見材料。陽極和陰極分別是鋁和鎳的實心板。它們浸沒在熔鹽電解質(zhì)的海洋中，這些電解質(zhì)在室溫下是固體，但在加熱時作為液體流動。該團隊在電解質(zhì)中添加了硫 - 另一種常見的低成本元素 - 以增強電池的能量容量。

大多數(shù)高溫熔鹽電池需要陶瓷隔膜，其制造成本更高，并且在凍融循環(huán)期間容易破損。PNNL電池使用簡單的玻璃纖維，這可能是因為電池的穩(wěn)定化學性質(zhì)。這降低了成本，并使電池在進行凍融循環(huán)時更加堅固。

電池的能量以每千瓦時約23美元的材料成本存儲，這是在最近鎳成本飆升之前測量的。該團隊正在探索使用更便宜的鐵，希望將材料成本降至每千瓦時約6美元，大約是當今鋰離子電池材料成本的15倍。電池的理論能量密度為每公斤260瓦時，高于今天的鉛酸和液流電池。

研究人員指出，為季節(jié)性存儲而設(shè)計的電池每年可能只充電和放電一到兩次。與設(shè)計用于為電動汽車，筆記本電腦或其他消費類設(shè)備供電的電池不同，它們不需要持續(xù)數(shù)百或數(shù)千個循環(huán)。

Battelle已經(jīng)申請了該技術(shù)的專利。

原標題：熔鹽電池：向電網(wǎng)規(guī)模能源的季節(jié)性儲能邁進