成本低、環(huán)保性能好
由于氣候變化和能源短缺，人們對(duì)儲(chǔ)存技術(shù)和管理的呼聲越來(lái)越高?，F(xiàn)有充電電池和超級(jí)電容器都存在配置復(fù)雜的問(wèn)題。目前，要對(duì)這些產(chǎn)品降低成本、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，還面臨不少困難。另外，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注傳統(tǒng)能源消費(fèi)對(duì)環(huán)境的影響，這進(jìn)一步促進(jìn)了可再生能源的發(fā)展。新加坡國(guó)立大學(xué)謝賢寧(音譯)博士表示：“意識(shí)到環(huán)境和新能源開發(fā)問(wèn)題越發(fā)迫切，我和研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種高效儲(chǔ)能膜，儲(chǔ)能膜不僅儲(chǔ)能成本低，同時(shí)還很環(huán)保。”據(jù)每日技術(shù)網(wǎng)介紹，謝賢寧在一次偶然實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)塑料在經(jīng)過(guò)化學(xué)加工后，可以儲(chǔ)存電能并導(dǎo)電。據(jù)悉，從溶解塑料到添加化學(xué)物質(zhì)，再到制成儲(chǔ)能膜，整個(gè)過(guò)程只需要一天半的時(shí)間。只要把儲(chǔ)能膜夾在兩片導(dǎo)電金屬中間，充電后就可儲(chǔ)存和釋放電能。儲(chǔ)能膜每平方厘米的電荷儲(chǔ)存量約0.2法拉,為標(biāo)準(zhǔn)電容器的200倍。
新儲(chǔ)能技術(shù)的成本較現(xiàn)有技術(shù)大幅降低，現(xiàn)有液體電解質(zhì)儲(chǔ)能技術(shù)每法拉成本為7美元，而每法拉儲(chǔ)能膜的成本只需0.62美元，其成本不到現(xiàn)有儲(chǔ)能電池成本的1/10，即1美元儲(chǔ)能膜可以換來(lái)10至20千瓦時(shí)的能耗，而1美元鋰電池只能換來(lái)2.5千瓦時(shí)的能耗。此外，儲(chǔ)能膜可以進(jìn)行至少5000次的充電，這是充電電池的5倍。
謝賢寧表示，與充電電池和超級(jí)電容器相比，儲(chǔ)能膜的使用范圍更廣。此外，儲(chǔ)能膜的性能超過(guò)充電電池，比如鋰電池、鉛酸電池和超級(jí)電容器等。據(jù)悉，該研究已經(jīng)獲得來(lái)自新加坡-麻省理工科技研究聯(lián)盟和新加坡國(guó)際研究基金會(huì)的資助。謝賢寧博士及其研究團(tuán)隊(duì)于去年開始有關(guān)儲(chǔ)能膜的研究，總耗時(shí)一年半，目前該項(xiàng)目已成功申請(qǐng)美國(guó)專利。
未來(lái)有望應(yīng)用到新能源中
目前，不少外媒對(duì)此技術(shù)呈積極態(tài)度。電腦芯片網(wǎng)稱，該技術(shù)將帶來(lái)儲(chǔ)能行業(yè)的革命。每日技術(shù)網(wǎng)稱，這將為可再生能源儲(chǔ)能帶來(lái)新希望。有分析認(rèn)為，新型儲(chǔ)能膜可為混合動(dòng)力車提供即時(shí)電力儲(chǔ)存和釋放，這將有效提高能效并減少碳排。未來(lái)，混合動(dòng)力車有望使用來(lái)自儲(chǔ)能膜技術(shù)的電能，這能有效延長(zhǎng)汽車蓄電池使用壽命，并減少成本。
另外，儲(chǔ)能膜也可以運(yùn)用到太陽(yáng)能和風(fēng)機(jī)中，用于存儲(chǔ)和管理電力。由于太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電不穩(wěn)定，所以需要儲(chǔ)能。通過(guò)將能量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)能膜中，間歇性問(wèn)題隨之解決，因?yàn)槎嘤嚯娏靠梢约皶r(shí)存到儲(chǔ)能膜中，留作備用。
目前，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)儲(chǔ)能膜的具體性能進(jìn)行測(cè)試。該研究團(tuán)隊(duì)正尋求與風(fēng)投資本的合作機(jī)會(huì)，現(xiàn)在已經(jīng)有不少風(fēng)投資本對(duì)此表示出興趣。謝賢寧表示：“隨著儲(chǔ)能膜的發(fā)明，儲(chǔ)能技術(shù)將更容易，成本也將更低，并有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。儲(chǔ)能膜環(huán)保性能優(yōu)越，它有望改變目前的儲(chǔ)能狀態(tài)。”
現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)一覽
目前儲(chǔ)能行業(yè)主要技術(shù)包括化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能。化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池和鋰電池等。鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛。放電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。液流電池是一種新型的大型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置，正負(fù)極全使用釩鹽溶液的稱為全釩液流電池，這種新型蓄電儲(chǔ)能設(shè)備，不僅可以用作太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電過(guò)程配套的儲(chǔ)能裝置，還可以用于電網(wǎng)調(diào)峰，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)安全。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，以及電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等多個(gè)領(lǐng)域。
電磁儲(chǔ)能主要指超級(jí)電容器儲(chǔ)能。超級(jí)電容器是一種介于普通電容器和二次電池之間的新型儲(chǔ)能裝置。超級(jí)電容器集高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)壽命等特性于一身，具有可靠性高、可快速循環(huán)充放電和長(zhǎng)時(shí)間放電等特點(diǎn)，廣泛用作微機(jī)的備用電源、太陽(yáng)能充電器、報(bào)警裝置、家用電器、照相機(jī)閃光燈和飛機(jī)的點(diǎn)火裝置等。
物理儲(chǔ)能主要指抽水儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等。物理儲(chǔ)能具有規(guī)模大、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但需要特殊的地理?xiàng)l件和場(chǎng)地，建設(shè)的局限性較大，且一次性投資費(fèi)用較高，不適合較小功率的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。相比化學(xué)儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)，物理儲(chǔ)能更加環(huán)保、綠色，利用天然的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)。
