對稱液流電池技術或能為電網規模的存儲找到適切的平衡點

據了解，一種全新的對稱設計使我們離釋放它們的潛力更近了一步，并在此過程中還能依靠更環保的材料。

由于可再生能源提供的能源在本質上是間歇性的，所以將其用于電網規模的應用將需要大規模的存儲解決方案。液流電池則是一個有吸引力的提議，因為這個問題可以通過將液體電解質儲存在儲罐中數月來解決，當液體通過兩個儲罐之間的特殊薄膜時化學能被轉化為電能。

傳統的設計使用一種叫做釩的稀缺而昂貴的金屬作為電解質溶液的基礎，這使人們對其作為長期解決方案的可行性產生了疑問。在這一領域工作的科學家們正在越來越多地展示更綠色和更便宜的替代品的潛力--從蝦殼、鹽水和蠟燭等一切事物中找到靈感。

現在，來自荷蘭格羅寧根大學的科學家們構思了一種不同的液流電池，它不僅使用有機分子來代替釩而且還采取了對稱的形式。流動電池中的兩個槽通常盛放著不同成分的液體，但科學家們通過使用混合分子來實現對稱設計的進展，這些混合分子能同時為兩種液體服務--盡管這些很快就會損害其性能。

格羅寧根大學的分子無機化學副教授Edwin Otten指出：“這種方法的缺點是只有分子的一部分在兩邊被使用。并且在使用過程中，會出現隨著時間推移而降解的活性自由基。這使得穩定性成為一個問題。”

Edwin Otten（左）和研究論文第一作者Jelte Steen（右）

Otten和他的團隊一直在尋找一種能夠解決這種穩定性問題的分子，并且與此同時還能接受和捐贈電子進而有效地完成兩個分子的工作并抵消對混合方法的需求。他們相信他們已經在所謂的布拉特自由基中找到了答案，這是一種具有內在穩定性的雙極有機化合物。這種化合物在一個小型的電化學電池中被使用，在那里科學家們通過275個充放電周期證明了它的可行性。

Otten表示：“我們需要把它提高到數千個循環；然而我們的實驗是一個概念的證明。制作一個具有良好穩定性的對稱性流動電池是可能的。”

研究人員指出，布拉特自由基分子的制造相對簡單，所以擴大生產規模供工業使用是可能的，不過他們首先需要制造一種水溶性版本的自由基用于流動電池槽，然后需要進行更大規模的測試。

“關鍵的測試是看我們的化合物是否將足夠穩定，進而用于商業應用，”Otten說道。