南加州大学的科学家们开发了一种新的电池，可以解决限制可再生能源广泛使用的电力储存问题。

这项技术是一个新的旋转，一个已知的设计，储存电力在解决方案，排序电子和释放电力时，它需要。 所谓的氧化还原流动电池已经有一段时间了，但USC的研究人员已经建立了一个更好的版本，基于低成本和容易获得的材料。

“我们已经证明了一种廉价、长寿命、安全和环保的流动电池，可以大规模储存太阳能和风能系统的能量，”南加州大学的Loker烃研究所的研究和联合主任化学教授SriNarayan说。

这项研究今天发表在电化学学会杂志上。

储能是可再生能源的一大障碍，因为当风力涡轮机旋转或阳光照射太阳能电池板时，电力需求并不总是一致的。 寻找一个可行的存储解决方案面临多种挑战，这是USC科学家试图解决的问题。

他们专注于氧化还原流动电池，因为它是经过验证的技术，并已部署在有限的应用到目前为止。 它利用流体来储存电化学能量，通过还原和氧化对电子进行分选和重组，并在需要时释放它们来发电。

南加州大学的科学家们所取得的关键创新涉及使用不同的流体：硫酸铁溶液和一种酸。 硫酸铁是采矿业的一种废品，它是丰富而廉价的。 蒽醌二磺酸(AQDS)是一种有机材料，由于其稳定性、溶解度和储能潜力，已被应用于一些氧化还原流动电池中。

虽然这两种化合物是众所周知的单独，这是第一次结合，以证明潜在的大规模储能。 在USC实验室的测试证明，电池比竞争对手有很大的优势。

例如，硫酸铁价格低廉，价格丰富，一毛钱就能买到2.2英镑，而大规模生产AQDS的成本约为每磅1.60$。 按照这些价格，南加州大学科学家开发的电池类型的材料成本将$每千瓦时66美元；如果按规模生产，电力成本将低于使用钒的氧化还原电池所产生的能量的一半，而钒更，毒性更大。

此外，在USC的测试中，研究人员发现铁-AQDS电池可以循环或充电数百次，几乎没有断电，这与竞争技术不同。 储能系统的耐久性对于大规模使用是很重要的..

这项研究的合著者、Loker研究所所长Surya Prakash说：“所开发的材料具有很高的可持续性。 “AQDS可由任何碳基原料制造，包括二氧化碳。 铁是一种富含地球的无毒元素。

该技术也比锂离子电池存储具有优势。 以锂离子电池为动力的消费电子和电动汽车的激增，为这种元素创造了稀缺性，从而推高了成本。 这项研究说，反过来，这些经济学使其他更便宜的储能选择更具吸引力。 此外，锂离子电池不会持续那么长时间，因为充电，因为大多数充电的手机和笔记本电脑都知道。

“... 这项研究表明，铁-AQDS流动电池系统为同时满足大规模储能的成本、耐久性和可扩展性等要求提供了良好的前景。

可再生能源的使用正在增加，但由于能源储存的限制而受到限制。 目前仅储存20%的太阳能和风能需要700千兆瓦小时的储备能力。 一个千兆瓦小时足够70万个家庭一小时的电力。

纳拉扬说：“到目前为止，还没有一种经济上可行的、环保的储能解决方案可以持续25年。 锂离子电池不具有长寿命，钒基电池使用昂贵的、相对有毒的材料，限制了大规模使用。 我们的系统是应对这一挑战的答案。 我们预计这些电池将用于住宅、商业和工业建筑，以获取可再生能源。

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