美科学家研发新型熔盐电池 有望更低温且廉价地实现电网级储能

随着风能和太阳能等可再生能源的不断崛起，需要有创造性的解决方案来存储从自然界中间歇性的能源。一种潜在的解决方案被称为熔盐电池，它提供了锂电池所没有的优点，但也有一些需要解决的问题。

美国国家核安全局下属的桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的科学家们提出了一种新的设计，可以解决这些缺点，并展示了一种全新的熔盐电池，与目前可用的版本相比，这储能种电池可以更便宜地建造，同时存储更多的能量。

以廉价和高效的方式储存大量能源，是用可再生能源为整个城市供电的关键，尽管它有许多优势，但这正是昂贵的锂电池技术所欠缺的。熔盐电池是一种更具成本效益的解决方案，它使用在高温的帮助下保持熔融状态的电极。

“我们一直在努力将熔融钠电池的工作温度降到尽可能低的物理温度，”该项目的首席研究员Leo Small说，“在降低电池温度的同时，还可以整体降低成本。你可以用便宜些的材料。电池需要更少的绝缘，连接所有电池的线路可以更薄。”

在商业上，这种电池被称为钠硫电池，世界上已经开发了一些这种电池，但通常在520到660°F(270到350°C)的温度下工作。而桑迪亚团队的目标要低得多，尽管这样做需要重新思考，因为在高温下工作的化学物质并不适合在较低的温度下工作。

据了解，科学家们的新设计由液态金属钠和一种新型液体混合物组成，这种液体混合物由碘化钠和氯化镓组成，科学家们称之为阴极电解质。当电池释放能量时，化学反应发生，产生钠离子和电子通过高选择性的分离材料，并在另一边产生熔融碘盐。

这款钠硫电池可以在110°C的温度下工作，经过8个月的实验室测试，充放电次数超过400次，证明了它的价值。此外，它的电压为3.6伏特，科学家说这比市面上的熔盐电池高40%，因此具有更高的能量密度。

研究作者Martha Gross说：“由于我们在这篇论文中所报道的新型阴极电解质，我们对能够将多少能量注入这个系统感到非常兴奋。熔融钠电池已经存在了几十年，它们遍布全球，但从来没有人谈论过它们。所以，能够降低温度，并带回一些数据，并说，‘这是一个真正可行的系统’是非常棒的。”

科学家们现在正将注意力转向降低电池的成本，这可以通过取代比食盐贵100倍左右的氯化镓来实现。他们说，这项技术距离商业化还有5到10年的时间，但对他们有利的是电池的安全性，因为它不会产生火灾风险。

“这是低温熔融钠电池长期稳定循环的首次演示，”研究作者Erik Spoerke说：“我们的神奇之处在于，我们已经确定了盐化学和电化学，这使我们能够在230°F下有效地工作。这种低温碘化钠结构是对熔融钠电池的一种改造。”