研究人员将电力储存和氢气生产结合起来,使能源能够短期和长期储存

Battolyser功能和应用领域

来源:©英国皇家&#必威手机登陆24517;威官网下载app化学学会

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来自荷兰的科学家已经做到了将电池与电解器集成在一起储存来自可再生能源的能量,并将多余的能量转化为氢燃料。该设备以镍铁电池的形式储存或供应电力,当充满电时,碱性电解器自动将水分解为氢和氧。

电池可以将多余的能量以化学形式储存起来,以供以后需要时使用,从而有助于将电力需求与可再生风能或太阳能的间歇性供应相匹配。

镍铁电池坚固耐用,原料丰富。它们的缺点,即气体,限制了它们的应用。渐进式电池充电可降低负Fe(OH)2而正极Ni(OH)2电极产生纳米结构的NiOOH。铁和NiOOH是水后续析氢和析氧的良好催化剂,产气浪费能量和电解质。

Fokko穆德和他来自代尔夫特理工大学的团队利用了天然气反应。他们在镍铁电池电极之间安装了最先进的陶瓷聚合物复合膜来分离氧气和氢气,并使用碱性氢氧化钾电解质来传导OH- - - - - -离子。现在他们可以收集产生的氢气作为未来的燃料。

在18个月的时间里,他们模拟了可再生能源的电力供应和需求,让“电池”进行过充、快速充放电切换和部分放电。穆德说:“令人惊讶的是,这种双重功能并没有降低材料的性能,也没有损害任何一种功能。”研究小组发现,电池电极和气体生成催化剂在多次充放电循环中形成和改造。

虽然没有考虑氢燃料转化为能量的后续效率,但其80-90%的整体效率与锂离子电池相比,锂离子电池被认为是效率最高的,为90-94%。穆德强调了将电池和电解槽结合在一起的其他优势:“一个人在一个更简单的系统中获得两种功能,比两个独立系统的价格要低。“此外,在供应过剩或需求过剩的情况下,与电池或电解槽相比,电解槽的使用时间更长。”

迈克尔Marshak多年来,美国科罗拉多大学博尔德分校的科学家一直致力于水分解和电池设备的研究。他说,这项工作“证明了多种能源储存方法的必要性”。传统电池储能和水电解法的使用都可以满足短期和长期的能源需求。”Andreas Borgschulte瑞士联邦材料科学与技术实验室(Swiss Federal Laboratories for Materials Science & Technology)的另一位能源技术专家说,使用不含贵金属的丰富材料是额外的优势。然而,他指出,目前有限的能量密度限制了它在固定应用中的使用。

穆德认为他的团队的工作是新的存储解决方案的起点,并表示更大规模的演示将会随之而来。