MIT研发新式熔盐电池可望实现电网级储能

　　可再生能源为间歇性能源，在无风或是多云和阴天时，风电场与太阳能电站无法发电，于是大家纷纷希望可以搭配能源储存系统，增加电力调度的灵活性，但目前锂电池的价位还是比较高，无法大规模的设备并搭配电网。日前，美国麻省理工学院MIT一组研究团队开发了一种新式熔盐电池的设计方案，有望实现大规模、廉价和可持续的电池设计，实现电网级储能。 

　　不互溶的电解质和电极，保障安全性

　　该新式熔盐电池基于拥有50年历史的硫化钠/硫化镍电池设计方案改进，能够让电极保持在热熔态所需温度，并且实现充放电。这种新式熔盐电池改进了以往的熔盐电池，例如，氯化镍或氯化钠电池要让电极维持在高温状态，使之保持在熔态（molten state）并让电荷可以在其中流动的弊端。

 

　　此外，研究人员选择使用不互溶的电解质和电极，有助于确保安全的电池系统，使其得以在不太可能发生机械故障的情况下放电，即使在突发火灾或爆炸突发情况下，而不至于发生任何不理想的影响。

　　新式熔盐电池的电极内需要设备薄膜，其功用除了分隔熔盐电池内的组件，也要让内部分子保持流通。以往的研究是利用 β 型氧化铝陶瓷层（beta-alumina ceramic layer）做为薄膜，但由于陶瓷层脆弱且易碎，难以步向商业规模。

　　而麻省理工学院MIT一组研究团队发现一种不同的薄膜──涂有氮化钛的钢网，利用其电性质（electrical properties）让纲网跟陶瓷膜有同样效果，且不会有易碎的特性。陶瓷膜是利用材料中的孔洞大小来阻挡与筛选分子通过，而钢网则是用电性能来取得相同功能，且更加长寿。　

图：麻省理工学院（MIT）材料科学与工程系教授Donald Sadoway

　　麻省理工学院教授 Donald Sadoway 表示，新的薄膜可以应用于各种熔盐电池，并为电池设计开辟另一条路。未来制造钠硫电池或是氯化镍、氯化钠电池将不再需要使用脆弱的陶瓷膜层。

　　且由于价格便宜，原材料相对丰富、运作特性也非常安全，在反复充放电循环后也能维持功效，这项技术突破或将让熔盐电池走向商业化。

　　不过，据介绍，该电池不适用于电动车或是消费性电子产品。其优势在于能与成本高昂的大型储能系统竞争，Donald 表示，这项设计让厂商能以低成本建置大规模的电池，甚至可用于电网级的储能系统，辅助间歇性的再生能源，而同样的技术也可以用于其它地方，例如金属制造。

　　该研究团队包括武汉理工大学教授 Fei Chen、日本原子力研究所科学家 Nobuyuki Tanaka、麻省理工学院科学家 Takanari Ouchi 与博士后研究员 Huayi Yin、Brice Chung 与 Ji Zhao。而这项研究计划也得到法国石油巨头 Total 的支持。