利用海水进行生态友好且经济高效的大规模能源储存

由于全球对能源的需求不断增加,而原油、煤炭和天然气等化石燃料的资源有限,可再生能源和绿色能源越来越受到科学研究人员和政治家的关注。官方manbetx手机版要节约化石燃料,就要减少二氧化碳2排放,从而保护环境,主要是光伏,水电和风力发电的讨论。然而,由于太阳不总是照耀,风不总是吹,因此必须平衡电力生产的波动,以确保稳定和持续的能源供应。为此,迫切需要高性能的能量转换和存储系统。这些固定的能量存储系统应该是安全、便宜和紧凑的,因此重量是这些应用的第二梯级。

图1所示。本文提出了海水电池的设计方案。如图所示,在电化学放电时,Na从阳极释放出来,与海水阴极的水和氧反应生成氢氧化钠。这个过程为动力提供能量,例如,电动汽车。

图1所示。本文提出了海水电池的设计方案。如图所示,在电化学放电时,Na从阳极释放出来,与海水阴极的水和氧反应生成氢氧化钠。这个过程为动力提供能量,例如,电动汽车。

这种新型海水电池以海水为阴极,用陶瓷片将阴极与阳极隔离开,用离子液体(即盐,在室温下为液体)作为电解质,用锡/碳复合材料作为阳极。运行时,海水在阴极室内循环,并提供钠离子给阳极充电。在放电过程中,这意味着在能量供应过程中,钠从阳极释放出来,与海水阴极的水和氧反应,形成氢氧化钠。由于阴极是连续供应的,该系统代表了电池和燃料电池之间的混合。

海水电池提供了各种优势,使该系统成为现有电池技术的一个有吸引力的补充。一方面,海水可以被认为是取之不尽的钠源,这使得海水电池具有成本效益。此外,海水的使用是生态中性的,因此这种电池是向环保能源存储系统迈出的一步。此外,超过四分之三的国家拥有多余的海洋资源,因此全球对有限的锂资源的依赖将会下降。电池的另一个关键问题是安全性。在商业电池系统中使用有机电解质,然而,这些电解质是高度易燃的,对环境有害,并且有毒。在海水电池内部,这些电解质被离子液体电解质取代,离子液体电解质具有极低的可燃性和高的稳定性,可以显著提高电池的安全性。

总之,这种新的电池系统提供了经济、环保和安全的固定能量存储。例如,一种可能的应用是转换和储存波浪的能量。

斯特凡诺Passerini
Helmholtz Institute Ulm (HIU) Electrochemistry I, Ulm, Germany
卡尔斯鲁厄理工学院,德国卡尔斯鲁厄

出版

生态友好型储能系统:海水和离子液体电解质。
金家杰,缪勒F,金海,郑山,朴家祥,帕西尼S,金勇
ChemSusChem。2016年1月

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