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研究发现碳空气电池可作为下一代储能系统

2021-12-22 17:07
微锂电
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导读:东京工业大学的研究人员开发了一种替代氢气储能的方法,其体积更小,效率更高。该系统以碳为能源,功率密度优越,10次循环充放电效率高达38%。

研究发现碳空气电池可作为下一代储能系统

该系统是通过电解产生氢气,并从氢气中发电,是很有潜力的大规模电力储存系统,可用于承载越来越多的间歇性可再生能源的电网。另一方面,这种系统需要复杂的热管理,并且必须足够大,以改善废热的利用,提高系统效率。

考虑到这一点,东京工业大学的研究人员提出了一个替代系统——碳/空气二次电池(CASB),该系统使用碳/二氧化碳氧化还原反应,具有比氢能存储系统更高的体积能量密度和系统效率。

CASB系统是由固体氧化物燃料和电解电池(SOFC/ECs)组成的储能系统,通过电解二氧化碳(CO2)产生的碳与空气一起被氧化以产生能量。SOFC/ECs可以用压缩的液化二氧化碳来组成储能系统。

东京工业大学的Manabu Ihara教授表示:“与电池类似,CASB利用可再生资源产生的能量进行充电,将二氧化碳还原成碳,在随后的放电阶段,碳被氧化以产生能量。”

研究人员测试了该系统的能量密度和充放电效率。虽然CASB的能量密度受限于能容纳的碳的数量,但他们发现,与氢气存储系统相比,CASB的体积能量密度更高。

此外,首次证明了CASB系统在布杜瓦平衡下的重复发电(10次充放电循环)没有退化。CASB系统能够利用沉积在电极上的大部分碳来产生能量,实现了84%的最大库仑效率,表明大部分储存的能量可以在放电阶段获得。此外,它还展示了38%的充放电效率。

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