MIT将液流电池技术向大规模应用推进一步

美国麻省理工学院（MIT）的研究人员所设计的液流电池（flow battery），号称能让锂离子电池的价格更便宜，且功率密度提升十倍。

　　根据MIT所发布的新闻讯息，该校开发出的低成本、简化版液流电池，旨在迎合美国能源部将风力发电场、太阳能电池阵列、节能建筑应用的电网级（grid-scale）能源储存装置量产成本降低至每千瓦小时100美元以下的目标。

　　而MIT将储存装置成本降低的关键，是因为液流电池不需要使用到离子交换膜（ion-exchange membrane），而且采用液流电池的储存系统：「可提供比许多锂离子电池组成的储存系统高一个量级的功率密度。」

　　MIT的液流电池原型是由该校教授Cullen Buie、Martin Bazant，以及博士候选人William Braff所设计，据说每单位量的功率是大多数其他最先进竞争设计的三倍。

　　该原型是利用两道以帮浦打入一个通道中的平行、不混合流体之间的层流现象（laminar flow），并没有渗透薄膜的离子在电极之间游移。这种电池是采用电极之间的电化学反应──位于通道的两端──以进行充放电并储存、供应能源。

　　MIT的液流电池藉由免除昂贵的薄膜来简化可充电电池技术；较低的固态石墨电极会将液态溴（liquid bromine）转化为氢溴酸（hydrobromic acid），而氢则在较上方的多孔电极被氧化 （图片来源：MIT）

　　这种电池的反应物为液态嗅（liquid bromine）以及氢，化学反应在固态石墨电极将液态溴转换为氢溴酸（hydrobromic acid），氢则在多孔（porous）石墨电极被氧化。MIT指出，氢与溴之间强烈的化学反应会让该种电池每单位储存能量高于其他液流电池，但其腐蚀性则会让传统的离子交换膜失效，而MIT免除了薄膜的使用，就解决了以上问题。

　　大规模的液流电池可为太阳能或风力发电系统储存能源，在用电尖峰时间也能产生并计量供给能源；而大规模的应用正适合这种电池，因为液态溴与氢燃料的成本会因为量大而降低。

　　MIT研究团队的目标是进一步藉由模型将其设计最佳化，而这种设计已经用初始原型证实；藉由模型化来调整架构以及化学配方，同时将该设计扩大到电网应用等级，该研究团队期望能达到将每千瓦小时100美元的长期成本目标。