液流电池技术取得突破:储存风能、太阳能将成为现实

来源:http://www.sciencedaily.com/re发布时间:2015-10-22 10:28:25

 德国耶拿大学的化学家成功研发了一款氧化还原液流电池(一种新型的大型电化学储能装置),能进行1000次的充电周期,可有效储存风能、太阳能等再生能源。同时这款电池以水和有机物为原料,相比于传统化学电池其造价将大幅度下降。研究人员称这项突破将带来可再生能源的一次革命。

液流电池技术取得突破:储存风能、太阳能将成为现实

Synthetic batteries for the energy revolution

Chemists present an innovative redox-flow battery based on organic polymers and water

Jena (Germany) Sun and wind are important sources of renewable energy, but they suffer from natural fluctuations: In stormy weather or bright sunshine electricity produced exceeds demand, wheras clouds or a lull in the wind inevitably cause a power shortage. For continuity in electricity supply and stable power grids, energy storage devices will become essential. So-called redox-flow batteries are the most promising technology to solve this problem. However, they still have one crucial disadvantage: They require expensive materials and aggressive acids.

A team of researchers at the Friedrich Schiller University Jena (FSU Jena), in the Center for Energy and Environmental Chemistry (CEEC Jena) and the JenaBatteries GmbH (a spin-off of the University Jena), made a decisive step towards a redox-flow battery which is simple to handle, safe and economical at the same time: They developed a system on the basis of organic polymers and a harmless saline solution. "What's new and innovative about our battery is that it can be produced at much less cost, while nearly reaching the capacity of traditional metal and acid containing systems," Dr. Martin Hager says. The scientists present their battery technology in the current edition of the scientific journal Nature.

In contrast to conventional batteries, the electrodes of a redox-flow battery are not made of solid materials (e.g., metals or metal salts) but they come in a dissolved form: The electrolyte solutions are stored in two tanks, which form the positive and negative terminal of the battery. With the help of pumps the polymer solutions are transferred to an electrochemical cell, in which the polymers are electrochemically reduced or oxidized, thereby charging or discharging the battery. To prevent the electrolytes from intermixing, the cell is divided into two compartments by a membrane. "In these systems the amount of energy stored as well as the power rating can be individually adjusted. Moreover, hardly any self-discharge occurs," Martin Hager explains.

Traditional redox-flow systems mostly use the heavy metal vanadium, dissolved in sulphuric acid as electrolyte. "This is not only extremely expensive, but the solution is highly corrosive, so that a specific membrane has to be used and the life-span of the battery is limited," Hager points out. In the redox-flow battery of the Jena scientists, on the other hand, novel synthetic materials are used: In their core structure they resemble Plexiglas and Styrofoam (polystyrene), but functional groups have been added enabling the material to accept or donate electrons. No aggressive acids are necessary anymore; the polymers rather 'swim' in an aqueous solution. "Thus we are able to use a simple and low-cost cellulose membrane and avoid poisonous and expensive materials," Tobias Janoschka, first author of the new study, explains. "This polymer-based redox-flow battery is ideally suited as energy storage for large wind farms and photovoltaic power stations," Prof. Dr. Ulrich S. Schubert says. He is chair for Organic and Macromolecular Chemistry at the FSU Jena and director of the CEEC Jena, a unique energy research center run in collaboration with the Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems Hermsdorf/Dresden (IKTS).

In first tests the redox-flow battery from Jena could withstand up to 10,000 charging cycles without losing a crucial amount of capacity. The energy density of the system presented in the study is ten watt-hours per liter. Yet, the scientists are already working on larger, more efficient systems. In addition to the fundamental research at the University, the chemists develop their system, within the framework of the start-up company JenaBatteries GmbH, towards marketable products.

 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201510/22/90058.html
责任编辑:solarbeyingying
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
天合光能取得太阳能电池片主栅结构相关专利,该主栅结构用于传导太阳能电池板电流来源:新浪证券 发布时间:2026-07-30 09:48:47

天合光能股份有限公司于2022年7月8日申请了一项名为“太阳能电池片的主栅结构”的外观设计专利,国家知识产权局于2026年7月24日予以授权并公告(授权公告号CN310112504S)。该专利聚焦于太阳能电池片中用于传导电流的主栅结构,核心设计要点体现在三种不同方案(设计1至设计3)中栅线单元的几何形状及其排列组合方式,其中设计1被指定为基本设计。专利产品属薄型结构,因此省略了后视图、左右视图、俯视图、仰视图及立体图。该外观设计旨在优化主栅的视觉形态与布局特征,服务于光伏组件中电流收集与导出的功能需求。

撤场!能源巨头出售该国风能和太阳能业务来源:金融时报 发布时间:2026-07-20 08:42:41

壳牌公司宣布以18亿美元将其印度风能和太阳能业务Sprng Energy出售给阿迪亚·比尔拉可再生能源公司,此举是其全球战略调整的一部分。在新任CEO瓦埃尔·萨旺领导下,壳牌正收缩可再生能源资产投资,转向更注重短期盈利与股东回报的业务模式,包括灵活发电(如燃气电厂)、储能及数字技术等高交易价值领域。Sprng Energy拥有3.3吉瓦已运营及1.7吉瓦合同在建的风光装机容量,是印度重要但非最大的可再生能源开发商。此次出售与壳牌同步推进的全球海上风电项目剥离计划相呼应,也标志着其早年“成为全球最大电力公司之一”的雄心有所退却。交易尚待监管批准,预计2024年底完成。

MSWay与Halocell Energy签署合作备忘录,联合攻关柔性钙钛矿太阳能电池技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-15 08:54:14

MSWay与Halocell Energy近日签署合作备忘录,双方将联合推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。MSWay将为其提供自主研发的柔性透明电极(FTE)材料,该材料具备高透光率、优异导电性与强机械柔韧性,是提升钙钛矿电池电荷收集效率、耐用性及整体性能的关键组件。这些FTE材料将被集成至Halocell Energy基于卷对卷(R2R)工艺的可打印钙钛矿太阳能电池生产流程中,以加速轻质、高效柔性光伏产品的规模化制造。此次合作旨在开发面向高价值及新兴应用场景的灵活太阳能解决方案,既是MSWay拓展国际技术联盟的重要举措,也为其柔性电极技术进入全球下一代太阳能市场奠定基础。双方将持续协作,推动柔性光伏技术商业化进程,助力可持续能源产业发展。(199字)

西南石油大学研发新型太阳能电池,光电转换效率突破极限来源:四川在线 发布时间:2026-07-09 09:45:18

西南石油大学光伏材料与技术科研团队成功研发新型硅基异质结叠层太阳能电池,光电转换效率达35%,显著突破单结晶硅电池29.4%的理论极限。该成果依托宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池的上下串联结构,实现对不同波长太阳光的分段高效吸收。关键技术如纳晶硅氧薄膜与铜互联工艺达国际领先水平,获中国可再生能源学会科技进步一等奖。团队同步推动成果转化:建成校内图书馆分布式光伏项目(累计发电51.88万度)、金阳中学光伏示范工程(年发电量预计17.07万度),并完成12项技术在通威太阳能等企业产业化应用,涵盖“技术研发—示范应用—产业落地”全链条。(199字)

中央和国家机关优秀共产党员申彦波:追光逐风写担当!来源:中国气象报 发布时间:2026-07-06 08:52:08

中国气象局申彦波获“中央和国家机关优秀共产党员”称号。二十余年深耕能源气象,牵头建成国产自主能源气象预报系统,支撑光伏扶贫覆盖3000万贫困人口;带队攻坚重大电力工程气象保障,打造示范性劳模创新工作室,锻造能源气象青年“生力军”。

山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

美国法官废除特朗普限制风能和太阳能税收优惠的政策来源:光伏 发布时间:2026-06-10 16:49:59

美国哥伦比亚特区地区法院法官科琳·科拉-科特利裁定,撤销特朗普政府于2023年8月出台的国税局新规。该规则取消了清洁能源项目申请联邦税收抵免长期适用的“5%成本支出”标准,仅允许极小规模项目适用简化程序,大幅提高了风能和太阳能项目获得30%税收抵免及额外奖金的门槛。法官认为,国税局未就废除这一沿用十年的“正在建设”认定标准提供充分法律依据,故将该规则发回重新审议。此案由环保组织、消费者团体、旧金山市政府及清洁能源企业联合提起,主张新规将抬高电力成本、阻碍项目落地。裁决被视为对特朗普政府限制清洁能源政策的又一次司法否定,旨在维护税收优惠制度的稳定性与可预期性。

报告显示,全球风能和太阳能发电量首次突破天然气水平来源:路透社 发布时间:2026-05-22 09:46:01

英国智库Ember周四分析的数据显示,今年4月,全球风能和太阳能发电总量为首个月,超过天然气发电量。埃姆伯表示,此举是一个更广泛的趋势,而非对伊朗冲突后化石燃料价格飙升的反应,但他补充说,此举正值逆风和太阳能发电正帮助许多受危机影响的国家减少对天然气进口的依赖之际。4月份,风能和太阳能共同发电占全球电力的22%,而燃气发电为20%。

突破稳定性瓶颈!上海交通大学赵一新团队开发钙钛矿多智能体AI平台实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-20 08:56:33

赵一新团队开发了一种面向高效稳定钙钛矿太阳能电池设计的多智能体协同AI平台。图2钙钛矿组分、传输层及高稳定器件构型设计在多智能体AI平台的辅助下,团队设计的高效率钙钛矿太阳能电池在100C持续运行1000小时后仍能保持97%的初始效率,突破了其长期面临的稳定性瓶颈。

“时光机”预测 :到2050年风能太阳能将提供近半电力来源:参考消息网 发布时间:2026-05-15 09:23:12

西班牙《经济学家报》网站4月19日刊登题为《到2050年,风能和太阳能将提供全球45%的电力》的文章,内容编译如下:到2050年,陆上风电预计将供应全球约25%的电力,光伏太阳能则将占到全球近20%的电力份额。查默斯理工学院团队打造的这台“时光机”,是一套突破了现有预测方法的模型,它借助人工智能技术,分析不同国家可再生能源的历史增长规律。

科学岛团队在低温制备无机异质结薄膜太阳电池研究上取得突破来源:中安在线 发布时间:2026-05-13 09:37:33

近日,中国科学院合肥物质院固体所王命泰研究员团队在CuInS2太阳电池研究方面取得重要进展,研究团队开发了一种基于“电子抽取界面交错互穿结构”与“硫阴离子诱导梯度相变”相结合的低温溶液法制备技术,成功制备出效率高达12.28%、开路电压高达0.83V的CuInS2薄膜太阳电池,取得了自1993年以来该领域的重要突破。然而其发展的瓶颈仍在于缺乏高效、稳定且低成本的太阳电池。