科学探索|用于季节性储存的＂冬眠＂电池可以在受热时释放能量用于季节性储存的"冬眠

科学家们继续探索先进的电池技术，以帮助我们释放可再生能源的全部潜力，以努力解决来自太阳和风能的电力的间歇性问题。太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个团队已经提出了一个新的设计，满足了这一领域的一些重要要求，研究人员展示了一种"冬眠"电池，可以一次保存其能量数月。

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该研究中心的储能技术类型被称为熔盐电池。这些电池已经以各种形式存在了50多年，并且由于其成本低和使用常见的材料，被认为是电网规模的可再生能源存储解决方案。
这些设备使用熔盐作为电解质，它是在电池的两个电极（阴极和阳极）之间携带电荷的溶液。在高温下保持电解质使盐处于熔融状态，并看到它像液体一样流动，但在室温下它会变成固体。PNNL团队已经利用这些属性生产出了被称为基于温度的冬眠电池。
该装置由铝阳极和镍阴极组成，它们被浸泡在掺有硫的熔盐电解质中，以提高额外的容量。电池通过加热到180°C（356°F）进行充电，这时离子流过液体电解质产生化学能。将电池冷却到室温，使电解质凝固，并将离子冻结在原地，锁住能量，直到电池被重新加热，使能量再次流动起来。
由于这个原因，科学家们也将该装置称为"冻融电池"，尽管原型只有冰球大小，但他们对其扩大规模的潜力感到乐观。它的理论密度是每公斤260Wh，高于今天的铅酸电池和液流电池，其能量储存的材料成本约为每千瓦时23美元，该团队希望通过在设计中加入铁，将其降至每千瓦时约6美元。在测试中，该电池在12周内保持了92%的容量。
第一作者Minyuan"Miller"Li说："这很像春天在你的花园里种植食物，把多余的食物放在冰箱的一个容器里，然后在冬天把它解冻出来当晚餐。"

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我们最近看到了熔盐电池技术中的一些有希望的创新。通常情况下，熔盐电池在阳极和阴极之间使用一个陶瓷分离器来控制哪些分子可以通过。2018年，麻省理工学院的一个团队展示了如何使用一个更耐用的钢网来代替。去年，桑迪亚国家实验室的一个团队也展示了一个更便宜的版本，可以在远低于传统设计的温度下运行。PNNL团队还选择了典型熔盐电池中使用的陶瓷分离器的替代品，用玻璃纤维代替，他们说这更便宜，更耐用。
【科学探索|用于季节性储存的"冬眠"电池可以在受热时释放能量】最终，科学家们希望这项技术能够提供一种季节性的能源储存，在一年中的某个时候收集能量，在另一个时候使用。而且，由于电池可以闲置，同时保持其大部分储存的能量，它将只需要每年充电和放电几次。
"你可以开始设想像停在风场的40英尺拖拉机拖车上的大型电池，"共同作者Vince Sprenkle说。"电池在春天被充电，然后卡车被开到路上的一个变电站，如果在夏天的高温下需要的话，电池就可以使用。"
科学家们已经为该技术申请了专利，并在《细胞报告物理科学》杂志上发表了他们的研究。