光電化學(xué)電池(簡(jiǎn)稱PEC)是一種特殊的太陽(yáng)能電池，它可以收集太陽(yáng)能并將之電能或化學(xué)能——電解水并以氫能存儲(chǔ)，然后供燃料電池使用。而德州大學(xué)阿靈頓分校取得的一項(xiàng)新進(jìn)展，可以幫助這種清潔能源在智能電網(wǎng)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(zhǎng)時(shí)間保存收集到的電能，以便在后續(xù)釋放的方法。

研究人員首次找到了可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存光電子能量的“電芯”。

當(dāng)前，由PEC電池收集的能源還無(wú)法有效存儲(chǔ)，因?yàn)殡娮雍芸炀蜁?huì)“消失”并轉(zhuǎn)入低能級(jí)——這也導(dǎo)致了此類電池尚無(wú)法作為清潔能源電網(wǎng)的一個(gè)可行方案。

由于產(chǎn)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(yáng)能電池全力收集到的能量總會(huì)白白浪費(fèi)掉。

現(xiàn)在，研究人員劉富強(qiáng)(音譯)及其同僚，已經(jīng)打造出了一種包含特殊設(shè)計(jì)的光電極的PEC電池(其組件可將傳入的光子轉(zhuǎn)換成電子)。

與此前的設(shè)計(jì)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(zhǎng)期且有效地存儲(chǔ)電子，這為PEC電池在智能電網(wǎng)的普及中鋪平了道路。

這種光電化學(xué)電池能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電力或化學(xué)能(以氫能的形式)。

該系統(tǒng)還包括了一個(gè)釩氧化還原液流電池(VRB)，作為一種早已實(shí)現(xiàn)的能量?jī)?chǔ)存單元，它非常適合可長(zhǎng)時(shí)間保持能量而不失去電荷。

盡管與鋰離子電池相比，它的能量密度較低，但在安全性上卻高于前者。它幾乎不受極限溫度的影響，而且可以簡(jiǎn)單地通過(guò)增加其電解質(zhì)罐的大小的方式，來(lái)提升規(guī)模。

據(jù)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(yīng)電流效率高達(dá)95%)。

論文首席作者劉冬(音譯)表示：“我們已經(jīng)演示過(guò)同時(shí)對(duì)太陽(yáng)能和電子進(jìn)行可逆存儲(chǔ)，即在黑暗條件下持續(xù)釋放儲(chǔ)存的太陽(yáng)能”。

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)正著手打造更大規(guī)模的原型，并希望這項(xiàng)光化學(xué)電池技術(shù)能夠更好地整合到智能電網(wǎng)中。有關(guān)這項(xiàng)研究的一篇論文，已經(jīng)發(fā)表在最新一期的《ACS Catalysis》(美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)-催化)期刊上。