有机Mega Flow电池超越了寿命

为了在未来维持人类文明，必须利用清洁能源来取代目前污染我们大气的化石燃料。太阳能和风能可以提供所有必要的能源。但是，当太阳没有照射并且风不吹时，将需要存储。

有机液流电池是锂离子电池和用于大规模可再生能源存储的钒液流电池的潜在更安全，更便宜的替代品。

现在，哈佛大学的研究人员已经展示了一种新的有机分子，其寿命超过其前辈，并提供迄今为止最持久的高性能有机液流电池。绰号为玛土撒拉的醌 - 经过最长寿的圣经人物 - 这个分子可以在多年的时间内有效地存储和释放能量数万次。

该研究由Roy Gordon，Thomas Dudley Cabot化学教授和材料科学教授共同领导，Michael Aziz，Gene和Tracy Sykes教授，哈佛大学材料与能源技术教授John A. Paulson工程与应用学院科学(SEAS)。

“我们设计并制造了一种新的有机化合物，可以储存电能，并且在分解之前具有很长的使用寿命，”戈登说。“我们发现了先前在液流电池中使用的分子的降解过程。然后我们创造了新的，更稳定的分子来避免这些问题。”

“在以前的工作中，我们已经展示了一种具有长寿命但低电压的化学物质，这导致每分子的能量储存量低，这导致给定量的能量储存成本高，”Aziz说。“现在，我们的第一种化学物质具有长期稳定性并且输入电压超过1伏特，这通常被认为是商业部署的门槛。我相信它是第一款满足所有需求的有机液流电池。实际执行的技术标准。“

新化学建立了由Aziz和Gordon领导的先前研究。Methuselah分子是一种改良的醌，是一种丰富的，天然存在的分子，与光合作用和细胞呼吸等生物过程不可分割。与理论化学教授AlánAspuru-Guzik合作，他们的研究小组描述了液体电池中先前醌分子的降解过程，并进行了修改以延长日历寿命。

在他们实验室的实验中，Methuselah分子的褪色率低于每天0.01%，每次充电/放电循环低于0.001% - 在一年的时间内推断降低不到3% - 并且有用的操作成千上万个周期。

Methuselah也被证明是高度可溶的，这意味着它可以在更小的空间中储存更多的能量。它在弱碱性电解质中操作，通过允许使用廉价的容纳材料和廉价的聚合物膜来分离正极和负极端子，从而降低了电池的成本。

所有这些进步降低了存储成本，并且可能使有机存储化学品在长时间放电中具有成本效益。

“这项研究证明了有机物的潜力，”SEAS的博士后研究员，该论文的共同第一作者David Kwabi说。“我们证明有机分子是昂贵的钒电池的可行，持久，经济的替代品。”

该研究得到了美国能源部电力储能计划，高级研究计划局能源，丹麦创新基金，马萨诸塞州清洁能源技术中心以及哈佛工程与应用科学学院的支持。

“这项重要工作代表了低成本，长时间流动电池的重大进步，”美国能源部电力储存办公室主任Imre Gyuk说。“需要这样的设备才能使电网吸收越来越多的绿色但可变的可再生能源。”

在哈佛大学技术开发办公室(OTD)的协助下，研究人员正在寻求商业合作伙伴，以扩大工业应用技术。哈佛OTD已经提交了一系列关于液流电池技术创新的待批专利。