位于澳大利亞巴斯海峽西部的金島，有著跟其他海島別無(wú)二致的漫長(zhǎng)沙灘和險(xiǎn)峻巖石，不過(guò)這里卻設(shè)立了一個(gè)全世界獨(dú)一無(wú)二的銀行———“風(fēng)能自助銀行”。通過(guò)矗立在金島西海岸邊兩個(gè)巨大的金屬罐，海風(fēng)高漲時(shí)多余的風(fēng)將被儲(chǔ)存起來(lái)，待到風(fēng)平浪靜時(shí)再取出用于發(fā)電。
金島的電力體系沒(méi)有與澳大利亞國(guó)家電網(wǎng)相連，因此長(zhǎng)期以來(lái)只能依靠一個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)以及柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)滿足島上的電力需求。2003年，當(dāng)?shù)匾患译娏镜摹帮L(fēng)能銀行”正式“開張”，島上的供電情況因此大為改觀，柴油發(fā)電機(jī)組的燃料消耗量減少了一半，不僅節(jié)省了成本，每年還削減了至少2000噸二氧化碳排放。
這個(gè)“風(fēng)能銀行”其實(shí)就是一個(gè)巨大的蓄電池。但與常見的將電能以化學(xué)能的方式儲(chǔ)存在內(nèi)的鉛酸蓄電池不同，這種被稱為液流電池的蓄電系統(tǒng)使用了兩種不同的電解液，通過(guò)同種元素不同價(jià)態(tài)的離子間相互轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存與釋放，儲(chǔ)能容量增大的同時(shí)，成本卻降低了。
安裝在金島上的液流電池的原型最早是由悉尼新南威爾士大學(xué)的化學(xué)工程師馬莉亞•斯凱拉斯-卡扎科斯開發(fā)的。為了避免電池正負(fù)極間不同種類物質(zhì)相互滲透，她選擇了同一種物質(zhì)———金屬釩的電解液，這樣就保證了電池的蓄能壽命和性能。金屬釩可以以4種不同的價(jià)態(tài)存在，從帶2個(gè)正電荷的釩離子到帶5個(gè)正電荷的釩離子。斯凱拉斯-卡扎科斯在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將五氧化二釩置于稀釋過(guò)的硫酸溶液，在得到的硫酸鹽溶液中，含有幾乎相等數(shù)目的帶3個(gè)正電荷的釩離子和帶4個(gè)正電荷的釩離子。當(dāng)將溶液注入到液流電池中并從外部接通電源時(shí)，處于電池正極的釩離子都變成帶5個(gè)正電荷，而處于電池負(fù)極的釩離子則都帶2個(gè)正電荷；關(guān)掉外部電源后，負(fù)極的釩離子同時(shí)流向正極，從而在液流電池內(nèi)部產(chǎn)生電流。
經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展完善后，斯凱拉斯-卡扎科斯將全釩液流電池技術(shù)授權(quán)給了總部位于墨爾本的Pinnacle全釩液流電池公司，并由該公司在金島安裝了這套設(shè)備，充分利用風(fēng)能“削峰填谷”以滿足用電需求。與蓄電池正負(fù)極相連的儲(chǔ)存罐中共裝有大約7萬(wàn)升電解液，一旦有用電需求，電解液將通過(guò)泵機(jī)輸進(jìn)蓄電池的反應(yīng)室內(nèi)，中間用薄的離子膜將二者分隔開，處于負(fù)極的釩離子通過(guò)離子膜向正極流動(dòng)，電流隨之產(chǎn)生。這套設(shè)備一次可持續(xù)工作2小時(shí)，發(fā)電量達(dá)到400千瓦，金島的風(fēng)電使用量也從過(guò)去的12%提高到了40%。
類似的小型全釩液流電池也已在日本得到應(yīng)用，很多工廠將之作為備用電源。在美國(guó)猶他州西南部的城堡谷，一座發(fā)電量為2兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)已于2004年竣工，當(dāng)?shù)氐碾娏緹o(wú)需擴(kuò)容電力線，就能充分滿足高峰時(shí)期的用電需求。冰島多尼戈?duì)柕囊粋�(gè)風(fēng)電場(chǎng)也于去年同溫哥華VRB電力設(shè)備公司簽署了一份價(jià)值630萬(wàn)美元的合同，計(jì)劃建造一座發(fā)電量達(dá)到12兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。VRB電力設(shè)備公司的新生產(chǎn)線每年可以生產(chǎn)2500個(gè)5千瓦全釩液流電池，最新出廠的液流電池目前正由加拿大國(guó)家研究委員會(huì)以及北美最大的移動(dòng)電話公司使用并進(jìn)行評(píng)估。
由于全釩液流電池可以保持連續(xù)穩(wěn)定、安全可靠的電力輸出，除了能夠解決規(guī)模化利用風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中的重大儲(chǔ)能技術(shù)問(wèn)題外，還可以取代傳統(tǒng)蓄電池在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不過(guò)，研究人員也面臨著很多技術(shù)挑戰(zhàn)，比如怎樣延長(zhǎng)離子滲透膜的壽命以保證電池的使用效果等。另外，由于硫酸釩溶液的濃度不夠，全釩液流電池儲(chǔ)能容量只有同等體積的鉛酸蓄電池儲(chǔ)能容量的一半，不適合在對(duì)于電池的體積和重量有限制的電動(dòng)汽車上使用。因此，斯凱拉斯-卡扎科斯及其同事考慮用溶解度更高的溴化釩來(lái)取代硫酸釩，并希望能在2008年完成相關(guān)研究。
金島的電力體系沒(méi)有與澳大利亞國(guó)家電網(wǎng)相連，因此長(zhǎng)期以來(lái)只能依靠一個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)以及柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)滿足島上的電力需求。2003年，當(dāng)?shù)匾患译娏镜摹帮L(fēng)能銀行”正式“開張”，島上的供電情況因此大為改觀，柴油發(fā)電機(jī)組的燃料消耗量減少了一半，不僅節(jié)省了成本，每年還削減了至少2000噸二氧化碳排放。
這個(gè)“風(fēng)能銀行”其實(shí)就是一個(gè)巨大的蓄電池。但與常見的將電能以化學(xué)能的方式儲(chǔ)存在內(nèi)的鉛酸蓄電池不同，這種被稱為液流電池的蓄電系統(tǒng)使用了兩種不同的電解液，通過(guò)同種元素不同價(jià)態(tài)的離子間相互轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存與釋放，儲(chǔ)能容量增大的同時(shí)，成本卻降低了。
安裝在金島上的液流電池的原型最早是由悉尼新南威爾士大學(xué)的化學(xué)工程師馬莉亞•斯凱拉斯-卡扎科斯開發(fā)的。為了避免電池正負(fù)極間不同種類物質(zhì)相互滲透，她選擇了同一種物質(zhì)———金屬釩的電解液，這樣就保證了電池的蓄能壽命和性能。金屬釩可以以4種不同的價(jià)態(tài)存在，從帶2個(gè)正電荷的釩離子到帶5個(gè)正電荷的釩離子。斯凱拉斯-卡扎科斯在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將五氧化二釩置于稀釋過(guò)的硫酸溶液，在得到的硫酸鹽溶液中，含有幾乎相等數(shù)目的帶3個(gè)正電荷的釩離子和帶4個(gè)正電荷的釩離子。當(dāng)將溶液注入到液流電池中并從外部接通電源時(shí)，處于電池正極的釩離子都變成帶5個(gè)正電荷，而處于電池負(fù)極的釩離子則都帶2個(gè)正電荷；關(guān)掉外部電源后，負(fù)極的釩離子同時(shí)流向正極，從而在液流電池內(nèi)部產(chǎn)生電流。
經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展完善后，斯凱拉斯-卡扎科斯將全釩液流電池技術(shù)授權(quán)給了總部位于墨爾本的Pinnacle全釩液流電池公司，并由該公司在金島安裝了這套設(shè)備，充分利用風(fēng)能“削峰填谷”以滿足用電需求。與蓄電池正負(fù)極相連的儲(chǔ)存罐中共裝有大約7萬(wàn)升電解液，一旦有用電需求，電解液將通過(guò)泵機(jī)輸進(jìn)蓄電池的反應(yīng)室內(nèi)，中間用薄的離子膜將二者分隔開，處于負(fù)極的釩離子通過(guò)離子膜向正極流動(dòng)，電流隨之產(chǎn)生。這套設(shè)備一次可持續(xù)工作2小時(shí)，發(fā)電量達(dá)到400千瓦，金島的風(fēng)電使用量也從過(guò)去的12%提高到了40%。
類似的小型全釩液流電池也已在日本得到應(yīng)用，很多工廠將之作為備用電源。在美國(guó)猶他州西南部的城堡谷，一座發(fā)電量為2兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)已于2004年竣工，當(dāng)?shù)氐碾娏緹o(wú)需擴(kuò)容電力線，就能充分滿足高峰時(shí)期的用電需求。冰島多尼戈?duì)柕囊粋�(gè)風(fēng)電場(chǎng)也于去年同溫哥華VRB電力設(shè)備公司簽署了一份價(jià)值630萬(wàn)美元的合同，計(jì)劃建造一座發(fā)電量達(dá)到12兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。VRB電力設(shè)備公司的新生產(chǎn)線每年可以生產(chǎn)2500個(gè)5千瓦全釩液流電池，最新出廠的液流電池目前正由加拿大國(guó)家研究委員會(huì)以及北美最大的移動(dòng)電話公司使用并進(jìn)行評(píng)估。
由于全釩液流電池可以保持連續(xù)穩(wěn)定、安全可靠的電力輸出，除了能夠解決規(guī)模化利用風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中的重大儲(chǔ)能技術(shù)問(wèn)題外，還可以取代傳統(tǒng)蓄電池在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。不過(guò)，研究人員也面臨著很多技術(shù)挑戰(zhàn)，比如怎樣延長(zhǎng)離子滲透膜的壽命以保證電池的使用效果等。另外，由于硫酸釩溶液的濃度不夠，全釩液流電池儲(chǔ)能容量只有同等體積的鉛酸蓄電池儲(chǔ)能容量的一半，不適合在對(duì)于電池的體積和重量有限制的電動(dòng)汽車上使用。因此，斯凱拉斯-卡扎科斯及其同事考慮用溶解度更高的溴化釩來(lái)取代硫酸釩，并希望能在2008年完成相關(guān)研究。
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編輯：news
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
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本文鏈接：把風(fēng)能存進(jìn)“銀行” 可儲(chǔ)存更多能量的液
http:www.mangadaku.com/news/2007-3/20073514245.html
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