隔離膜:氫溴儲能系統的最大難題
在研究和探索大規模電化學儲能裝置的過程中,人們開始把注意力集中在氫溴儲能系統。這兩種反應物有一些獨特的品性,引人關注。和鋰相比,溴價格便宜,容易獲得,且儲量豐富。其原子序數為35,是一種鹵素,最外層上有7個電子,容易形成8電子穩定結構,所以是活潑的非金屬單質,而氫恰恰可以提供一個電子。因此在氫和溴之間可極其迅速地發生化學反應,其速度比氫氧反應要快,其電流也較大,而目前的高容量電化學儲能裝置大多依靠氫氧化學反應。
但當氫和溴發生自發反應時,由于反應過于迅速,其能量大多會以熱能的形式白白浪費掉。為了解決這一難題,電化學儲能系統的設計師們通常利用價格不菲的隔離膜將其分開。有膜氫溴儲能系統又存在另外一個問題,就是隨著時間的推移,當電化學儲能設備內部產生氫溴酸后,會損壞隔離膜。因此,30年來氫溴液流電池的研究進展十分緩慢。
其實答案十分明顯,如果要想有效地開發利用氫溴電化學儲能系統,最重要的是要想辦法擺脫掉隔離膜。有這樣想法的人很多,不僅是現在的科學家想到了,過去也有人想到過這樣的方法。在過去的10年中,有許多科學家已經開發出了無膜氫溴電化學儲能系統。這些系統主要利用流體力學的層流技術,使反應物發生分離。在正確的條件下,兩種液體流并行流動,兩者之間很少或幾乎不發生混合。不過這樣的無膜電化學儲能系統的電功率從來沒有超過有膜系統,因此無膜電化學儲能系統一般作為一種學術興趣來開展研究,在商業上不存在可行性。
作者: 來源:科技日報
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