新型PEC电池可将光能转化为电能或化学能并长期有效存储

2020-07-13      1785 次浏览

光电化学电池(简称pEC)是一种特殊的太阳能电池,它可以收集太阳能并将之电能或化学能电解水并以氢能存储,然后供燃料动力电池使用。而德州大学阿灵顿分校取得的一项新进展,可以帮助这种清洁能源在智能电网中扮演更重要的角色。研究人员们找到了一种可以让pEC电池长时间保存收集到的电能,以便在后续释放的方法。


研究人员首次找到了可以长时间储存光电子能量的电芯。


当前,由pEC电池收集的能源还无法有效存储,因为电子很快就会消失并转入低能级这也导致了此类电池尚无法作为清洁能源电网的一个可行方法。


由于出现的电力必须很快使用掉,不然就作废,因此在天气晴好的情况下,太阳能电池全力收集到的能量总会白白浪费掉。


现在,研究人员刘富强(音译)及其同僚,已经打造出了一种包含特殊设计的光电极的pEC电池(其组件可将传入的光子转换成电子)。


与此前的设计不同的是,这种混合了三氧化钨/二氧化钛(WO3/TiO2)光电极,可以长期且有效地存储电子,这为pEC电池在智能电网的普及中铺平了道路。


这种光电化学电池能够将太阳能转化为电力或化学能(以氢能的形式)。


该系统还包括了一个钒氧化还原液流电池(VRB),作为一种早已实现的能量储存单元,它非常适合可长时间保持能量而不失去电荷。


尽管与锂离子电池相比,它的能量密度较低,但在安全性上却高于前者。它几乎不受极限温度的影响,而且可以简单地通过新增其电解质罐的大小的方式,来提升规模。


据研究人员介绍,钒液流电池与混合电极相处得非常融洽,这也让他们得以提高电流、容量、以及可逆性(感应电流效率高达95%)。


论文首席作者刘冬(音译)表示:我们已经演示过同时对太阳能和电子进行可逆存储,即在黑暗条件下持续释放储存的太阳能。


该团队现正着手打造更大规模的原型,并希望这项光化学电池技术能够更好地整合到智能电网中。有关这项研究的一篇论文,已经发表在最新一期的《ACSCatalysis》(美国化学学会-催化)期刊上。


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