蓋世汽車訊 過去幾年，電動(dòng)汽車（EV）銷量在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其對(duì)可再生能源（如太陽(yáng)能和風(fēng)能）的需求也不斷上漲。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，截至2020年，美國(guó)的電動(dòng)汽車注冊(cè)數(shù)量達(dá)180萬(wàn)，是2016年的三倍多。

EV需要隨時(shí)隨地獲得電力，且在充電過程不能存在延遲。但太陽(yáng)能和風(fēng)能為間歇性能源，無(wú)法按需提供，且通過太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)生的電能需要進(jìn)行存儲(chǔ)以備后續(xù)使用。據(jù)外媒報(bào)道，阿克倫大學(xué)（the University of Akron，UA）聚合物科學(xué)與聚合物工程學(xué)院教授Yu Zhu博士及其研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種更穩(wěn)定的方法，能夠有效儲(chǔ)存能量。

（圖片來(lái)源：阿克倫大學(xué)）

像加油站一樣，發(fā)電站需要存儲(chǔ)系統(tǒng)從而保障EV持續(xù)充電。對(duì)于這種系統(tǒng)而言，低成本、可擴(kuò)展的氧化還原液流電池（RFB）技術(shù)非常合適。然而，當(dāng)前RFB使用高成本且含有對(duì)環(huán)境有害的活性材料（電解質(zhì)）。最近，有人提出水溶性有機(jī)材料可作為未來(lái)RFB（即水性有機(jī)RFB，或AORFB）中的電解質(zhì)。有機(jī)基電解質(zhì)可以從可再生資源中獲得，并且制造成本非常低。然而，水溶性有機(jī)電解質(zhì)材料不夠穩(wěn)定，尤其是正極電解質(zhì)（陰極電解液），這成為AORFB的主要障礙。

Zhu博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與Wei Wang博士領(lǐng)導(dǎo)的太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Pacific Northwestern National Laboratory）的科學(xué)家合作，成功開發(fā)了目前在AORFB中最穩(wěn)定的陰極電解液（正極電解液），并展示了在6,000次循環(huán)中仍保持90%容量的電芯。若每天循環(huán)一次，預(yù)計(jì)該電芯可不間斷提供服務(wù)16年。此次研究成果已于近日發(fā)表在期刊《Nature Energy》上。

Zhu博士后表示：“高性能RFB的開發(fā)將豐富電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的類別，彌補(bǔ)間歇性可再生能源的缺點(diǎn)，從而大大提高車輛等電力設(shè)施的可用性。為了顯著提高水性有機(jī)RFB的性能，開發(fā)新陰極電解液至關(guān)重要?！?/p>

在研究論文中，該團(tuán)隊(duì)不僅展示了AORFB中最先進(jìn)的陰極電解液，而且還提供了一種全新策略，可以設(shè)計(jì)水溶性陰極電解液，從而提高AORFB在水中的溶解度（能量密度）。研究人員沒有通過附加親水性官能團(tuán)來(lái)提高分子的溶解度，而是改變了分子的對(duì)稱性，從而顯著提高了溶解度。憑借全新設(shè)計(jì)策略，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃設(shè)計(jì)新材料，以進(jìn)一步完善RFB。

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