随着价格的下降,太阳能变得越来越受欢迎,但是由太阳能供电的家庭并没有从电网中解放出来,因为太阳能电池板不会为以后储存能量。现在,研究人员已经改进了一种可以收获和储存太阳能的装置,他们希望有朝一日能够为农村和欠发达地区带来电力。
能量存储问题带来了许多创造性的解决方案,如巨型电池。对于今天发表在Chem杂志上的一篇论文,试图改进太阳能电池本身的科学家们开发了一种集成电池,它以三种不同的方式工作。研究作者,威斯康星大学麦迪逊分校的化学家宋金解释说,它可以像普通太阳能电池那样立即将太阳光转化为电能。它可以存储太阳能,或者它可以像普通电池一样充电。
它结合了两种现有技术:收获光的太阳能电池和所谓的液流电池。最常用的电池,锂离子电池,储存能量的固体材料,如各种金属。另一方面,液流电池将能量储存在外部液体罐中。这意味着它们很容易扩展到大型项目。扩大规模的锂离子电池的所有组件可能甩开工程,但对于液流电池,“你只要把坦克大,”说蒂莫西·库克,不参与研究的大学布法罗分校的化学家和液流电池专家。“你真正简化了如何让电池容量增长,”他补充道。“我们不是用流动电池为手机供电,我们正在考虑建筑物或工业用地。
Jin和他的团队是第一个将这两个功能结合起来的人。他们多年来一直在研究电池,现在效率已达到14.1%。Jin称之为“往返效率” - 就像从中获取能量,储存和释放能量一样。“我们可能在未来几年内将效率提高到20%,而且我认为25%的往返行程并非不可能,”Jin说。
除了提高效率,Jin和他的团队希望开发出更好的设计,可以使用更便宜的材料。本发明仍处于概念验证阶段,但他认为如果没有电网和适当的基础设施,它可能会对欠发达地区产生巨大影响。“在那里,你可以拥有像这样的中型设备单独运行,”他说。“它可以在白天收获,在晚上提供电力。”在许多地区,Jin补充道,电力改变了游戏规则,因为它可以帮助人们建立更多的联系,或者让更多的诊所能够开放,从而改善医疗保健。
库克指出,如果太阳能液流电池可以扩展,它在美国仍然有用。美国可能拥有充足的电力基础设施,但有了这样的设备,“你可以断开连接,并在你存储和使用本地需要的东西时获得个性化能源,”他说。这可以帮助我们减少对损害环境的能源形式的依赖。