哈佛研究团队在电池存储方面取得突破

随着世界逐渐从燃烧碳氢化合物的能源，从煤炭，石油到天然气的过渡逐渐转变，启动成本阻碍了可再生能源的进一步接受之后的主要问题一直是其不稳定的电力输出–太阳并不总是如此发光，风并不总是吹。

这种缺点反过来又推动了全球范围内对电池技术的重大研究，以在可再生电源工作时存储电能输出，并在需要时释放回电网。

现在，哈佛大学的一个科学家研究小组似乎已经通过开发基于有机材料而非传统金属的液流蓄电池克服了这一瓶颈。

1月10日发表在《自然》杂志上的一篇论文报道了这种新型电池技术。根据OPEN 2012计划，哈佛团队获得了美国能源部能源高级研究计划署（ARPA-E）的资助，用于开发创新的网格规模电池，并计划与ARPA-E合作以催化进一步的技术发展。和未来几年的市场突破。

哈佛大学的研究人员和工程师Brian Huskinson，Michael P.Marshak，Changwon Suh，SüleymanEr，Michael R.Gerhardt，Cooper J.Galvin，Xudong Chen，AlánAspuru-Guzik，Roy G.Gordon和Michael J.Aziz列出了他们的概念1月10日发表在《自然》杂志上的“无金属有机-无机水流电池”一文中。

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科学家描述了他们的突破：固体电极电池在峰值功率下的放电时间太短，不足以完全调节风能或太阳能的输出。相反，液流电池可以通过将所有电活性物质保持为流体形式来独立缩放系统的功率（电极面积）和能量（任意大的存储量）组件。但是，液流电池的大规模利用受到这些材料的丰富性和成本的限制，特别是那些使用氧化还原活性金属和贵金属电催化剂的材料。在这里，我们描述了一类储能材料，该材料利用了称为醌的分子家族的良好化学和电化学特性。我们演示的示例是一种基于9,10-蒽醌-2,7-二磺酸（AQDS）的氧化还原化学反应的无金属液流电池。AQDS在硫酸中的玻璃碳电极上经历了极快且可逆的二电子二质子还原。

用外行人的话来说，研究人员已经超越了传统的基于金属的自由流动电池，这种电池已经存在了三十多年。钒被用于目前正在开发的最商业上最先进的液流电池技术，但钒电池的成本通常约为每千瓦时80美元。其他液流电池包含贵金属电催化剂，例如燃料电池中使用的铂，价格更高。

相比之下，哈佛自由流动电池依赖于天然丰富，廉价，小的有机碳基“醌”分子的电化学，该分子类似于在植物和动物中存储能量的分子。

托马斯·杜德利·卡伯特（Thomas Dudley Cabot）化学教授，材料科学教授Roy G. Gordon博士领导了分子的合成和化学筛选工作，他说：“整个储电世界一直在使用各种电荷态的金属离子但是您可以投入解决方案并将其用于存储能量的数量是有限的，而且它们中的任何一个都不能经济地存储大量可再生能源。对于有机分子，我们引入了许多新的可能性。其中一些将是可怕的，而某些将是非常好的。有了这些醌，我们的第一个看起来就非常好。”化学和化学生物学教授AlánAspuru-Guzik教授使用他开创性的高通量分子筛选方法来计算10,000多个醌分子的性质，以寻找最佳的电池候选者。

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我们在说什么规模？化学和化学生物学小组的博士后研究员迈克尔·马沙克（Michael Marshak）说，如果您拥有整个涡轮机领域或大型太阳能发电场，则可以将其与几个非常大的储罐一起使用，并补充说：坐在地下室的油箱。它可以通过房屋屋顶上的太阳能电池板存储一天的日照量，从而有可能在午后至深夜直至第二天早晨为您的家庭供电，而不会燃烧任何化石燃料。

哈佛大学的研究人员认为，他们的新电池可以大规模储藏长达两天的能量，可以证明是经济的，并声称醌电池的性能已经与钒电池一样好。与基于金属的液流电池相反，迈克尔·阿齐兹教授认为基于醌的系统可以将能量存储成本降低到每千瓦时27美元。在团队开发的原型电池中，仅电池的负极使用醌，而正极使用溴，但是该团队现在正在研究仅使用醌的新版本。

可以肯定的是，一旦哈佛团队的研究获得了专利，它们就几乎不会因缺乏投资者社区的资金而挨饿。

通过。约翰·C·KOilprice.com的戴利