RMIT開發質子電池 可實現廉價的能源存儲且環境友好
時間:2023-08-01 09:20來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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墨爾本的工程師們正在全球競爭中爭奪領先地位，以制造一種不依賴稀缺自然資源的廉價可充電電池來儲存太陽能。
據外媒報道，皇家墨爾本理工大學（Royal Melbourne Institute of Technology，RMIT）獲得實驗性“質子電池（proton battery）”專利，未來該電池可用于為家庭、車輛和設備供電，而不會面臨鋰離子電池報廢時的環境挑戰。RMIT團隊在質子電池方面的工作結果和分析已發表在期刊《Journal of Power Sources》上。
圖片來源：RMIT
該電池使用碳電極來儲存從水中分離出來的氫氣，然后作為氫燃料電池來發電。RMIT團隊目前正與意大利國際汽車零部件供應商Eldor Corporation開展為期兩年的研究合作，以開發這項技術并制作原型電池。過去五年里，RMIT一直與Eldor在同一技術上進行合作。
首席研究員、RMIT教授John Andrews表示，最近的設計改進表明，該質子電池作為鋰離子電池的碳中性替代品正在變得具有競爭力。
工程學院的Andrews表示：“隨著世界逐漸轉向間歇性可再生能源以實現溫室氣體凈零排放，市場對高效、廉價、安全且擁有可靠供應鏈的額外存儲方案的需求將會很高。這就是質子電池可能具有真正價值的地方，也是我們熱衷于繼續將其開發為可行的商業替代品的原因。此外，質子電池也不存在報廢時的環境挑戰，因為所有組件和材料都可以恢復活力、重復使用或回收。”
RMIT團隊利用該電池取得的最新成果
該團隊展示了質子電池可作為為幾個小風扇和一盞燈供電幾分鐘的工作裝置。Andrews表示，他們最新的電池碳電極的氫存儲容量為2.2 wt%，幾乎是2018年原型電池的3倍，是其他報道的電化學儲氫系統的2倍多。
Andrews說：“我們電池的單位質量能量已與市售鋰離子電池相當，同時在減少地下資源消耗方面更加安全、對地球更好。且該電池也有可能實現超快速充電。我們的質子電池使用的主要資源是碳，與其他類型的可充電電池（如鋰、鈷和釩）所需的資源相比，碳儲量豐富，在所有國家都可以獲得，而且價格便宜。”
地球上的鋰供應集中在少數幾個國家，而鋰電池中使用的鈷等其他金屬正變得越來越稀缺和昂貴。
質子電池如何工作？
在充電過程中，質子電池分裂水分子產生質子，質子與碳電極結合。Andrews稱質子電池避免了在高壓下儲存氫氣，然后在燃料電池中再次分裂這些氣體分子。
Andrews表示：“放電時，質子再次從碳電極中釋放出來，并穿過膜與空氣中的氧氣結合形成水——這就是發電的反應。我們的質子電池比傳統氫系統的損耗低得多，使其在能源效率方面可直接與鋰離子電池相媲美。”
未來發展
Andrews表示：“我們期待與Eldor公司合作，在墨爾本和意大利進一步開發這項技術，生產出具有滿足一系列家庭和商業應用需求的存儲容量的原型電池，并合作將儲能系統從瓦特擴大到千瓦，并最終擴大到兆瓦規模。”
(責任編輯：子蕊)
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