新型PEC電池可將光能轉化為電能或化學能並長期有效存儲

2020-11-26 cnBeta

光電化學電池（簡稱PEC）是一種特殊的太陽能電池，它可以收集太陽能並將之電能或化學能——電解水並以氫能存儲，然後供燃料電池使用。而德州大學阿靈頓分校取得的一項新進展，可以幫助這種清潔能源在智能電網中扮演更重要的角色。研究人員們找到了一種可以讓PEC電池長時間保存收集到的電能，以便在後續釋放的方法。

研究人員首次找到了可以長時間儲存光電子能量的「電芯」。

當前，由PEC電池收集的能源還無法有效存儲，因為電子很快就會「消失」並轉入低能級——這也導致了此類電池尚無法作為清潔能源電網的一個可行方案。

由於產生的電力必須很快使用掉，不然就「作廢」，因此在天氣晴好的情況下，太陽能電池全力收集到的能量總會白白浪費掉。

現在，研究人員劉富強（音譯）及其同僚，已經打造出了一種包含特殊設計的光電極的PEC電池（其組件可將傳入的光子轉換成電子）。

與此前的設計不同的是，這種混合了三氧化鎢/二氧化鈦（WO3/TiO2）光電極，可以長期且有效地存儲電子，這為PEC電池在智能電網的普及中鋪平了道路。

這種光電化學電池能夠將太陽能轉化為電力或化學能（以氫能的形式）。

該系統還包括了一個釩氧化還原液流電池（VRB），作為一種早已實現的能量儲存單元，它非常適合可長時間保持能量而不失去電荷。

儘管與鋰離子電池相比，它的能量密度較低，但在安全性上卻高於前者。它幾乎不受極限溫度的影響，而且可以簡單地通過增加其電解質罐的大小的方式，來提升規模。

據研究人員介紹，釩液流電池與混合電極相處得非常融洽，這也讓他們得以提高電流、容量、以及可逆性（感應電流效率高達95%）。

論文首席作者劉冬（音譯）表示：「我們已經演示過同時對太陽能和電子進行可逆存儲，即在黑暗條件下持續釋放儲存的太陽能」。

該團隊現正著手打造更大規模的原型，並希望這項光化學電池技術能夠更好地整合到智能電網中。有關這項研究的一篇論文，已經發表在最新一期的《ACS Catalysis》（美國化學學會-催化）期刊上。

[編譯自：Gizmag , 來源：UT Arlington , via：Kurzweil AI]

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