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瑞士EPFL开发新系统 以解决清洁制氢和大规模储能问题

冷月 2021-09-02 16:39:23

随着全球各国致力于应对气候变化,对可再生能源的需求迅猛发展。然而,在没有大规模储存方法的情况下,无法将可再生能源有效并入电网。瑞士洛桑联邦理工学院物理和电分析化学实验室((LEPA-EPFL)的博士生Danick Reynard表示:“大多数可再生能源都依赖于气候条件,在提供电力时存在较大波动,而电网设计并未将这些波动考虑在内。”相比之下,无论天气如何,氢能供应都比较稳定,因此备受关注。

瑞士EPFL开发新系统 以解决清洁制氢和大规模储能问题

(图片来源:EPFL)


据外媒报道,近年来,LEPA的科学家们一直致力于解决清洁制氢和能量储存的双重挑战。该校研究人员开发了一种新系统,将传统氧化还原液流电池(目前最有希望实现大规模固定储能的方法之一)与催化反应器相结合。这些反应器可以从流经电池的流体中生产清洁的氢。LEPA系统与传统系统一样高效,但能提供更大的灵活性和储能能力,可以较低成本生产清洁的氢气。


氧化还原液流电池在储能方面极富前景


氧化还原液流电池包括两个被电化学电芯隔开的罐。两种高导电电解液(一种带正电荷,一种带负电荷)通过罐体循环,并流经电芯以触发化学反应,在那里交换电子。如同手机中的锂离子电池,这些电池以电化学的形式储存能量,但其寿命更长,具有灵活的发电和储能能力,可以对电力供需波动做出快速反应。


为了制造这一系统,研究人员使用传统的氧化还原液流电池,并添加两个催化反应器,以提升其性能。这些反应器可从罐内循环的流体中产生氢气。Reynard表示:“氢气是通过催化过程产生的,该过程利用电池中的能量将水分子分解成氢和氧两种成分。但是,只有在为电池充电的能量是可再生的情况下,这种氢才被认为是清洁的。”


制造清洁的纯氢,并具有增强且灵活的储能能力


LEPA的技术为制氢和储能提供了多项优势。就传统氧化还原液流电池而言,一旦电池充满了,就不能再储存多余的能量。 Reynard表示:“然而,在我们的系统中,电池完全充满后,可以将流体排放到外部反应器中。它们反过来会产生氢气,并将其储存起来备用,从而释放电池本身的存储空间。”


由LEPA系统生产的氢气是纯净的,只需经过干燥和压缩即可实现最佳储存。与传统方法相比,这种系统更加安全,因其可以单独产生氢气和氧气,而不是同时产生,因此发生爆炸的风险更小。


探讨氢动力汽车充电站的前景


LEPA的技术尤其适用于交通运输应用。随着电动汽车推广,对电力和清洁氢的需求将猛增,这将给电网带来压力。 Reynard表示:“我们的电池除了能生产氢气外,还可以作为缓冲器,以缓解电力高峰需求。”


来源:盖世汽车

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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