研究发现碳空气电池可作为下一代储能系统

2021-12-22 17:07

导读：东京工业大学的研究人员开发了一种替代氢气储能的方法，其体积更小，效率更高。该系统以碳为能源，功率密度优越，10次循环充放电效率高达38％。

研究发现碳空气电池可作为下一代储能系统

该系统是通过电解产生氢气，并从氢气中发电，是很有潜力的大规模电力储存系统，可用于承载越来越多的间歇性可再生能源的电网。另一方面，这种系统需要复杂的热管理，并且必须足够大，以改善废热的利用，提高系统效率。

考虑到这一点，东京工业大学的研究人员提出了一个替代系统——碳／空气二次电池（CASB），该系统使用碳／二氧化碳氧化还原反应，具有比氢能存储系统更高的体积能量密度和系统效率。

CASB系统是由固体氧化物燃料和电解电池（SOFC／ECs）组成的储能系统，通过电解二氧化碳（CO2）产生的碳与空气一起被氧化以产生能量。SOFC／ECs可以用压缩的液化二氧化碳来组成储能系统。

东京工业大学的Manabu Ihara教授表示：“与电池类似，CASB利用可再生资源产生的能量进行充电，将二氧化碳还原成碳，在随后的放电阶段，碳被氧化以产生能量。”

研究人员测试了该系统的能量密度和充放电效率。虽然CASB的能量密度受限于能容纳的碳的数量，但他们发现，与氢气存储系统相比，CASB的体积能量密度更高。

此外，首次证明了CASB系统在布杜瓦平衡下的重复发电（10次充放电循环）没有退化。CASB系统能够利用沉积在电极上的大部分碳来产生能量，实现了84％的最大库仑效率，表明大部分储存的能量可以在放电阶段获得。此外，它还展示了38％的充放电效率。

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