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“买一送一”的储能装置

研究人员将电化学储能和产氢结合在同一储能装置中,能够同时满足长程和短程的储能需求。

来自荷兰的科学家将电池和电解水结合在一起,用来储存可再生能源,同时将富于的能量转化为氢能进行储存。这个储能装置先通过镍-铁电池来进行能量的储存和释放,当电池慢负荷后能够通过电解水制氢气和氧气来储存能量。

镍铁储量非常丰富,使用它们构筑的镍-铁电池也十分耐用。但是,镍-铁电池的缺点是它在使用过程中会释放气体,从而给限制了其应用。电池在充电过程中负极的Fe(OH)2被还原得到Fe,而正极的Ni(OH)2被氧化得到NiOOH。而得到的Fe和NiOOH分别对电解水制氢(HER)和制氧(OER)具有很好的催化活性。电解水过程中会消耗很多能量,且会消耗电解质溶液。

来自Delft University ofTechnology的Fokko Mulder和他的团队利用了Ni-Fe电池在使用过程中产生气体的特性,在电池中使用了一种聚合物/陶瓷复合膜来隔离正负极,从而分离生成的氧气和氢气。收集的氢气和氧气可以作为燃料电池的原料,从而又将储存的能量释放出来。他们将这种新型的储能模式称作“battolyer”。

图2 battolyer在充电过程中不同阶段的储能方式

在过去的18个月里,他们通过模拟可再生能源(太阳能,风能)的供应和需求,检测了battolyser的过充电,快速充放电,和部分放电等过程中的使用情况。他们发现,这种双功能的储能装置具有很好的循环使用寿命。并且,这种“bottolyser”具有80-90%的储能效率,可以和商用的Li-ion相比拟。

参考文献:

F M Mulderetal,Energy Environ.Sci., 2017, DOI:10.1039/c6ee02923j

关键字:储能

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