蓋世汽車訊 過去幾年，電動汽車（EV）銷量在呈指數(shù)級增長，其對可再生能源（如太陽能和風能）的需求也不斷上漲。根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，截至2020年，美國的電動汽車注冊數(shù)量達180萬，是2016年的三倍多。

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

（圖片來源：阿克倫大學）

像加油站一樣，發(fā)電站需要存儲系統(tǒng)從而保障EV持續(xù)充電。對于這種系統(tǒng)而言，低成本、可擴展的氧化還原液流電池（RFB）技術(shù)非常合適。然而，當前RFB使用高成本且含有對環(huán)境有害的活性材料（電解質(zhì)）。最近，有人提出水溶性有機材料可作為未來RFB（即水性有機RFB，或AORFB）中的電解質(zhì)。有機基電解質(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)導的研究小組與Wei Wang博士領(lǐng)導的太平洋西北國家實驗室（Pacific Northwestern National Laboratory）的科學家合作，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，預計該電芯可不間斷提供服務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)將豐富電力儲能系統(tǒng)的類別，彌補間歇性可再生能源的缺點，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，該團隊不僅展示了AORFB中最先進的陰極電解液，而且還提供了一種全新策略，可以設(shè)計水溶性陰極電解液，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來提高分子的溶解度，而是改變了分子的對稱性，從而顯著提高了溶解度。憑借全新設(shè)計策略，該團隊計劃設(shè)計新材料，以進一步完善RFB。

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