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廉价的新电池从生锈的铁中产生能量

时间：2022-03-23 18:16:17 来源：

新型低成本“透气”电池可存储8到24小时的能量。

这种可充电的环保电池利用了铁板的氧化所产生的化学能，这些铁板暴露于空气中的氧气中，这一过程类似于生锈。

“铁便宜，空气免费，”南加州大学（USC）化学教授Sri Narayan说。“这是未来。”

有关电池的详细信息已发表在《电化学学会杂志》上。Narayans的专利正在申请中，联邦政府和加利福尼亚的公用事业公司都对该项目表示了兴趣。

铁-空气电池已经存在了数十年-在1970年代的能源危机期间，人们对它们的兴趣激增，但是却遭受了严重的问题：电池内部发生的竞争性氢生成化学反应（称为水解）被吸收了。电池能量的50％，使其效率太低而无法使用。

Narayan和他的团队设法将能量损失降低到4％，使铁空气电池的效率比其前任产品高出10倍。该团队通过向电池中添加极少量的硫化铋来做到这一点。铋（碰巧是Pepto-Bismol中活性成分的一部分，并有助于给粉红色的药物起名）关闭了浪费的氢气产生。

Narayan说，添加铅或汞也可能有助于提高电池效率，但不会那么安全。

他补充说：“极少量的硫化铋不会损害我们从一开始就对环保电池的承诺。”

加利福尼亚州州长杰里·布朗（Jerry Brown）于2011年4月签署成为法律的《加利福尼亚可再生能源法》（California Renewable Energy Resources Act）规定，到2020年底，各州公用事业必须从可再生能源中获得33％的电力。

这种对可再生能源的积极推动给公用事业公司带来了一个问题：太阳能在晴朗的日子里运作良好，而风力在刮风的日子里表现出色，但是当多云和平静时，他们怎么办？人们仍然需要电力，并且不会等待云层清除以打开灯。

目前，太阳能和风能仅占加利福尼亚州使用能源的一小部分。2009年，该州11.6％的电力来自风能，太阳能，地热，生物质能和小型水力发电厂。（大型水力发电厂占了另外的9.2％。）

因此，太阳能和风力发电厂的发电量下降可以通过更可预测的燃煤电网来弥补。

随着加利福尼亚州朝着更多可再生能源的方向发展，太阳能和风能发电厂将需要一种有效的方法来存储大量的能源，以便在阴天和平静的日子使用。

传统上，公用事业公司通过将水向上坡地泵入水库来存储电力，然后再将水向下坡地释放以根据需要旋转发电涡轮机。纳拉扬说，这种方法在干旱的加利福尼亚州并不总是可行，甚至不可行，因为加利福尼亚州的水资源已经非常需求，开放的水库由于蒸发会遭受重大损失。

电池通常不是公用事业的可行解决方案。普通的密封电池（例如电视遥控器中的AA）不能充电。可充电的手机和笔记本电脑中使用的锂离子电池至少是铁空气电池价格的10倍。

尽管他的成功，纳拉扬人的工作仍在进行中。他的团队正在努力使电池以更少的材料存储更多的能量。

合作者包括来自USC和加州理工学院NASA喷气推进实验室的Andrew Kindler的其他研究人员。这项研究的资金来自美国能源部下属的美国能源高级研究计划局。

通过。罗伯特·珀金斯


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