美國能源部太平洋西北國家實驗室團隊在一種新的電池設計中，創新性地將水處理設施中使用的一種常見化學品用于大規模儲能。這一設計為造出安全、經濟的水基液流電池開辟了新途徑，同時該電池由儲備豐富的材料制成，為將風能和太陽能等間歇性能源納入國家電網提供了可能。研究成果發表在最新的《自然·通訊》上。

此次實驗室規模的新鐵基電池，在連續1000次充電循環中表現出顯著的循環穩定性，同時保持其最大容量的98.7%。相比之下，先前類似鐵基電池在更少的充電周期內，充電容量會下降兩個數量級。

鐵基液流電池將能量儲存在一種獨特的液體化學物質中，稱為含氮三膦酸酯、次氮基三甲基膦酸(NTMPA)。該物質能將帶電鐵與中性pH值的磷酸鹽基液體電解質或能量載體相結合。至關重要的是，該物質在工業上可大量獲得，因為它通常被水處理廠用于抑制腐蝕。

液流電池由兩個腔室組成，每個腔室都充滿不同的液體。電池通過電化學反應充電，并以化學鍵的形式儲存能量。當連接到外部電路時，它們會釋放能量，從而為電氣設備供電。

液流電池可作為電網的備用發電機，是可再生能源儲能脫碳戰略的關鍵支柱之一。它們的優點是能以任何規模建造，從實驗室工作臺規模到城市街區的大小均可。

研究團隊的初始設計能量密度可以達到9瓦時/升，相比之下，商業化的釩基系統的能量密度為25瓦時/升。但用地球上儲量豐富的材料構建的新系統，可輕松進行擴展以提供相同的能量輸出。

【總編輯圈點】

1980年代，鐵基液流電池就進入了研發視野，其有望滿足新型電力系統的所有儲能需求。然而電池充放之間，電極和電解液經受的物理化學挑戰在當時無法解決。因此，全釩液流電池替代了鐵基液流電池的主角地位。然而隨著新配料的加入，成本低、材料易得的鐵基液流方案重新獲得研發者的青睞。新型電池在保留低成本優勢的同時，提高了性能與穩定性。配備這種可靠的大容量電池，或許未來我們會見到很多住戶在屋頂安裝光伏板甚至風車來發電自用。

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