北京
这项创新有望通过帮助公用事业公司管理峰值需求来强化美国电网。
美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员将一种“不受欢迎的”副反应转变为盐水电池的主要驱动力。该团队决定接纳次氯酸钠（漂白剂）的副反应，而不是抑制它，从而开发出一种更安全、更便宜、性能更高的大规模电网储能电池。
这项创新有望通过帮助公用事业公司管理峰值需求、降低能源成本以及在停电期间维持可靠供电来强化美国电网。
盐水为电网韧性注入活力
盐水电池使用液态盐水溶液作为电解质，在电极之间传输钠离子并导电。
这类电池有潜力用安全、储量丰富且可自冷却的液态电解质取代锂离子组件，避免关键材料问题。然而，依赖缓慢的氧反应需要在液态和气态之间转换，增加了系统复杂性，依赖昂贵的催化剂，并最终限制了功率输出。
在着手解决氧反应问题的过程中，ORNL博士后研究员具禹锡注意到在此之前发生的一个副反应，它产生了次氯酸钠——也就是普通的漂白剂。
常规电池化学将这些异常副反应视为必须不惜一切代价加以抑制的“害虫”。具禹锡却看到了机会。
“为什么不让这个副反应成为主导反应呢？因为它的电压比氧反应更高。”具禹锡问道。
只需向系统中多加入5%的漂白剂，结果就彻底改变了。
副反应成为了主角。由于整个氯—漂白剂循环完全在液态中进行，相变难题消失了。随着内阻下降，对昂贵催化剂的需求也立即消失。
它依赖于一种可逆的次氯酸盐/氯化物氧化还原反应，在充放电循环中不断在氯离子和次氯酸根离子之间切换。
这一氯反应过程完全在液相中运行，与缓慢的氧反应相比，具有更快的电化学动力学特性，并在更高的电势下工作。
转向这种纯液态氯反应消除了气体转换步骤，降低了内阻，不再需要催化剂，并将电池的峰值功率提高了一倍以上，足以与锂离子电池的性能相媲美。
这一转变带来了一种高效、稳定的能源，能够在停电期间快速供电，并为航海应用提供了与盐水天然兼容的理想储能方案。
比锂离子电池更安全的替代方案
尽管盐水电池比锂离子电池更重、体积更大，但非常适合固定式电网储能，因为在这种应用场景中物理尺寸并非限制因素。
这类电池不适用于智能手机或电动汽车，但在大规模应用中表现出色，因为在这些场景下，低成本、安全性和长使用寿命比重量考量更为重要。
这一发现可能重塑电网应对极端需求高峰和停电的方式。大型锂离子电池组需要耗能的液冷系统来防止灾难性火灾，而盐水本身就具备温度调节能力。
据首席研究员鲁胡尔·阿明介绍，采用这种新化学体系就像把家用轿车换成跑车。当电网需要即时供电时，电池可以毫不迟疑地响应。
产业合作伙伴Coulomb Technology公司已经开始着手将这项创新推向市场。这家总部位于田纳西州的初创公司计划部署该技术，为大型数据中心提供备用电源，并支持公用事业电网的长时间运行。这项技术甚至可能走向远洋，为在盐水中航行的远洋货轮提供动力——而正是盐水让这种电池得以运转。
目前，研究人员正在探索替代阳极金属，以简化制造工艺并提高安全性。目标是优化电极，进一步抑制原有的低效氧反应。
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