新型液流電池要“彎道超車(chē)”？能量密度比鋰電高出23%，成本僅一半

近期，美國(guó)伊利諾伊理工學(xué)院旗下的初創(chuàng)企業(yè)Influit Energy研發(fā)了一種不易自燃、可快速充電的新型液流電池。據(jù)稱(chēng)，其能量密度比同體積的鋰電池高出23%，而成本卻只有后者的一半。

據(jù)悉，這種液流電池的核心是該公司獨(dú)創(chuàng)的“納米電力燃料”。Influit Energy表示，它主要針對(duì)車(chē)輛和飛機(jī)，為目前的電池技術(shù)提供了一種可行的替代方案。

眾所周知，目前常見(jiàn)的液流電池主要使用兩種化學(xué)液體，讓它們?cè)陔x子交換膜上交換從而產(chǎn)生電流。但在此過(guò)程中，溶解于液體中的電池材料會(huì)沉淀到槽底失去作用，因此這種電池的能量密度是非常低的。這使液流電池在應(yīng)用方面受到限制。

但如今，Influit Energy將這個(gè)問(wèn)題解決了。該公司將極微小的電池材料（固體納米活性金屬氧化物）懸浮在基液表面，而不是溶解在基液中。這樣，單是隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)就足以使粒子不沉降到底部。

該公司聲稱(chēng)，其納米顆粒經(jīng)過(guò)表面改性，以防止結(jié)塊并降低溶液的粘度，從而使其電燃料或多或少像機(jī)油一樣流動(dòng)。此外，整個(gè)系統(tǒng)需要四個(gè)罐子，用于存放已用和未用的燃料。

當(dāng)談及這種新型液流電池的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，研究人員們表示，其開(kāi)發(fā)的第一代系統(tǒng)（即Gen1）的能量密度，按體積計(jì)算將比鋰離子電池高出23%。而且由于他們沒(méi)有使用鋰、重金屬或稀土礦物，這使它們更便宜（成本僅是鋰電的一半），并確保了原材料的豐富。

值得注意的是，這還遠(yuǎn)未達(dá)到極限，據(jù)稱(chēng)正在研發(fā)的Gen2系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)比鋰電高出4-5倍的能量密度，而成本僅為鋰離子的三分之一。

此外，Influit Energy還表示，它的燃料是不易自燃且不具爆炸性的。甚至，把它倒在火上，燃料還會(huì)把火撲滅。而且它們能在-40°C至80°C的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定地工作。

不過(guò)，盡管性能出色，但鑒于這套系統(tǒng)的復(fù)雜性，Influit Energy需要開(kāi)發(fā)一套完整的“生態(tài)系統(tǒng)”才能使其商業(yè)化。這將包括開(kāi)發(fā)電燃料液體、能從燃料中提取能量的機(jī)載設(shè)備、復(fù)雜的油箱和燃料管理系統(tǒng)，以及為廢燃料“充電”所需系統(tǒng)等等。

據(jù)悉，美國(guó)國(guó)家航空航天局已經(jīng)資助了快充系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，而美國(guó)空軍則資助了加油噴嘴和控制系統(tǒng)的工作，并為超高能量密度Gen2燃料系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)做出了貢獻(xiàn)。