用于存储可再生能源的液体金属电池

庞琴清
导读 欧洲专利局(EPO)宣布,麻省理工学院(MIT)材料化学教授唐纳德·萨多韦(Donald Sadoway)被提名为2022年欧洲发明家奖的决赛候选人,因为他发

欧洲专利局(EPO)宣布,麻省理工学院(MIT)材料化学教授唐纳德·萨多韦(Donald Sadoway)被提名为2022年欧洲发明家奖的决赛候选人,因为他发明了一种液体金属电池,可以为电网带来更多可再生能源。

大规模储存太阳能和风能将使白天在傍晚或早晨负荷高峰时段使用清洁能源成为可能,增加可再生能源的可靠性,帮助社会摆脱化石燃料。Sadoway的充电电池退化率也低得多,这意味着它们比传统的储能解决方案有更长的寿命,而且可以使用当地采购的原材料生产。

EPO总裁António Campinos在宣布2022年欧洲发明家奖入围名单时表示:“通过实现可再生能源的长期存储,Sadoway的发明可以帮助解决许多人多年来努力克服的问题。”“他的发明可以降低太阳能和风能的储存成本,为消费者提供更实惠和清洁的能源,并有可能以可持续的方式缓解气候变化。”

Sadoway被提名为欧洲发明家奖“非epo国家”类别的三名决赛选手之一,该类别认可欧洲成员国以外的发明。2022年EPO欧洲发明家奖的获奖者将在6月21日的虚拟仪式上宣布。

极端的电化学

萨多威1950年出生于加拿大的一个乌克兰移民家庭,他研究化学冶金学,专门研究他所谓的“极端电化学”——熔化盐和液态金属被加热到500℃以上的化学反应。完成博士学位后,他于1978年加入麻省理工学院,开始研究从矿石中提取金属的新化学过程。他申请了另一种炼钢方法的专利,他说这项发明让他看到了自己研究中令人激动的实际意义。

防火,不含锂和钴

到21世纪初,Sadoway致力于改进锂基电池,这种电池变得便宜和紧凑,可以用于消费品。然而,它们较短的寿命意味着它们不适合长期储存可再生能源。Sadoway意识到,他可以将自己早期在熔盐和液态金属方面的知识与他在电池方面的研究结合起来,开发出一种更耐用的电池,可以按电网所需的规模存储能量。在政府拨款的帮助下,2009年,Sadoway开始与一组年轻的研究人员合作,开发第一个可充电电池,这种电池将电能储存在由熔盐隔开的液态金属层中。

“我们的液态金属电池的工作原理和传统电池一样,只是它们的组件都是液体的,”他说。“我在顶部使用低密度液态金属,底部使用高密度液态金属,中间是熔盐。所以你有两个电极被电解液隔开,就像传统电池一样。”

与传统电池相比,液态金属电池具有关键的竞争优势。首先,它们可以在没有锂、钴或其他受地缘政治限制或开采行为影响的金属的情况下建造,甚至可以用当地的矿物制造。它们的降解速度也慢得多,这意味着使用寿命长,不含可燃物,这意味着防火。

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