新开发的电解质可以促进可再生能源存储

风能和太阳能等可再生能源对于维持地球至关重要，但它们也带来了巨大的挑战：它们并不总是在需要时发电。为了充分利用它们，我们需要高效且经济的方式来储存它们产生的能源，这样即使没有风或没有太阳照耀，我们也能获得电力。

哥伦比亚工程大学的材料科学家一直致力于开发新型电池，以改变我们储存可再生能源的方式。在《自然通讯》杂志发表的一项新研究中，该团队使用了 K-Na/S 电池，这种电池结合了廉价、易得的元素——钾 (K) 和钠 (Na)，以及硫 (S)——来创建一种低成本、高能量的长期储能解决方案。

“重要的是，我们能够延长这些电池的使用寿命，并且能够轻松廉价地制造它们，”该团队的负责人、哥伦比亚大学工程学院应用物理与数学系材料科学与工程副教授袁阳说道。“让可再生能源更加可靠将有助于稳定我们的能源网络，减少我们对化石燃料的依赖，并为我们所有人提供更可持续的能源未来。”

新型电解质助力 K-Na/S 电池更高效地存储和释放能量

K-Na/S 电池面临两大挑战：它们的容量较低，因为不活跃的固体 K 2 S 2和 K 2 S 的形成会阻碍扩散过程;它们的运行需要非常高的温度(>250°C)，需要复杂的热管理，从而增加了工艺成本。先前的研究一直在努力解决固体沉淀物和低容量问题，人们一直在寻找一种新技术来改进这类电池。

杨氏团队开发了一种新型电解质，即乙酰胺和 ε-己内酰胺溶剂，可帮助电池储存和释放能量。这种电解质可以溶解 K 2 S 2和 K 2 S，从而提高中温 K/S 电池的能量密度和功率密度。此外，它使电池能够在比以前的设计低得多的温度下(约 75°C)运行，同时仍能实现几乎最大可能的能量存储容量。

“我们的方法实现了接近理论的放电容量和延长的循环寿命。这在中温K/S电池领域非常令人兴奋，”这项研究的共同第一作者、杨正浩 (Yang Zhenghao) 表示，他是杨的博士生。

虽然该团队目前专注于小型、硬币大小的电池，但他们的目标是最终扩大这项技术的规模，以存储大量能量。如果他们成功了，这些新电池就可以提供稳定可靠的可再生能源电力，即使在阳光或风力较弱的时候也是如此。该团队目前正在优化电解质成分。