瑞士聯(lián)邦理工學院（EPLE）的科學家開發(fā)了一種新系統(tǒng)，解決了能源轉型的兩個首要任務:清潔的氫生產和大規(guī)模的能源儲存。他們的技術在交通運輸方面尤其有用。

隨著包括瑞士在內的世界各國加緊努力應對氣候變化，尋找化石燃料的替代品，并實現政府設定的能源轉型目標，對可靠的可再生能源的需求正在迅速增長。但是，在找到一種大規(guī)模存儲可再生能源的方法之前，無法將其有效地納入電網。

EPFL物理與分析電化學實驗室(LEPA)的博士生Danick Reynard說:“大多數形式的可再生能源都依賴于天氣條件，這導致它們提供的電力有很大的波動?！薄暗娋W的設計并不能應對這種波動。”無論天氣如何，氫氣都能持續(xù)提供能源，因此備受關注。

幾年來，LEPA的科學家們一直在研究清潔氫生產和能源儲存的雙重挑戰(zhàn)。他們剛剛公布了一個新系統(tǒng)，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的氧化還原流電池(目前最具前景的大規(guī)模固定能量存儲方法之一)與催化反應器結合在一起，催化反應器可以從流經電池的流體中產生清潔的氫。LEPA系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)一樣高效，但提供了更大的靈活性和能量存儲能力。它還能以更低的成本生產清潔的氫氣。

氧化還原液流電池是最有希望的儲能電池

氧化還原液流電池由兩個槽組成，槽間用電化學電池隔開。兩種高度導電的電解液——一種帶正電荷，一種帶負電荷——在罐子和電池之間循環(huán)，引發(fā)電子交換的化學反應。這些電池以電化學形式儲存能量，就像智能手機中使用的鋰離子電池一樣，但壽命更長，具有靈活的能量產生和存儲能力，這意味著它們可以快速響應電力供需波動。

為了創(chuàng)造他們的系統(tǒng)，科學家采用了傳統(tǒng)的氧化還原液流電池，并通過添加兩個催化反應器來增強它。這些反應器從罐內循環(huán)的流體中產生氫氣。雷納德說:“氫是通過催化過程產生的，該過程使用電池的能量將水分子分解成氫和氧兩種成分?！薄暗挥性诔潆姷哪芰渴强稍偕那闆r下，這種氫才能被認為是清潔的?！?/span>

清潔，純凈的氫氣，增強和靈活的儲存能力。

LEPA的技術在氫氣生產和能源儲存方面都有一些優(yōu)勢。使用傳統(tǒng)的氧化還原液流電池，一旦充滿電，它們就無法儲存更多的能量?！叭欢?，在我們的系統(tǒng)中，一旦電池充滿電，它可以將液體放電到外部反應堆中。它們反過來產生氫氣，可以儲存和使用，釋放電池本身的存儲空間，”Reynard說。

LEPA系統(tǒng)生產的氫是純的，只需要干燥和壓縮以獲得最佳儲存。這種系統(tǒng)也比傳統(tǒng)的更安全，因為它是分開產生氧氣和氫氣而不是同時產生，所以爆炸的風險更小。

氫燃料汽車充電站的未來?

LEPA的技術在交通運輸領域尤其有用。隨著越來越多的司機采用電動汽車，對電力和清潔氫的需求將會飆升。為這些車輛充電會給電網帶來壓力，并造成電網運營商難以規(guī)劃的負荷峰值。雷納德說:“根據瑞士聯(lián)邦能源辦公室2020年的數據，交通部門占瑞士能源消耗的33%左右?！薄拔覀兊碾姵?，除了生產氫氣，還可以作為緩沖，平滑需求的峰值?！?/span>

摘譯自：MIRAGE