新型全液态铁流电池用于电网储能

美国太平洋西北国家实验室的研究人员在一项新电池设计中，重新利用了水处理设施中常见的化学物质，用于大规模储能。这种设计为安全、经济、基于水的流电池提供了一条道路，采用了丰富的地球材料。该设计提供了一种途径，可以将风能和太阳能等间歇性能源纳入国家电网。

研究人员在《自然通讯》上报告说，他们的实验室规模铁基电池在一千次充放电循环中表现出了显著的循环稳定性，同时保持了98.7%的最大容量。相比之下，先前类似铁基电池的研究报告显示，在更少的充电循环中，其充电容量降解率高出两个数量级。

铁基流电池早在20世纪80年代就已被设计用于大规模储能，并且现在一些产品已经商业化。这种电池的不同之处在于，它将能量储存在一种独特的液态化学配方中，该配方结合了带电铁和中性pH值的磷酸盐基液体电解质，或能量载体。关键在于，这种叫做氮类三膦酸盐的化学物质是工业上可获得的，因为它通常用于水处理厂抑制腐蚀。

流电池由两个充满不同液体的腔室组成。电池通过电化学反应进行充电并将能量储存在化学键中。与其他传统电池不同，流电池具有两个外部供给液体的储罐，液体不断循环供应电解质，起到电池系统的“血液供应”作用。

流电池可以作为电网的备用发电机。流电池是从可再生能源资源中储存能量的脱碳策略的重要支柱之一。它们的优势在于可以在任何规模上建造，从实验室规模，如PNNL研究中的规模，到城市街区大小。

研究团队计划在2024年PNNL开设的一个名为Grid Storage Launchpad (GSL) 的新设施中扩大此项技术和其他新电池技术。GSL由美国能源部电力办公室资助，它还资助了当前的研究，将有助于加速未来流电池技术和策略的发展，以便可以安全地部署新的储能系统。