受维生素启发的新分子可以更好的电池

加州大学伯克利分校的研究人员发现了一种新的分子,它能够安全地储存来自不规则来源的电力,如风能和太阳能哈佛。受维生素b2启发的有机分子具有高性能,可以将能量储存在大型电池中。

受维生素B2的启发,一种新型高效有机分子可以安全地将太阳能和风能等间歇性能源产生的电力储存在缺陷电池中,就像上面那个。(来源:林开祥/哈佛大学)

在以前的研究中,研究人员开发了一种高容量的流动电池,使用食物上瘾的亚铁氰化物和有机分子醌来储存能量。这项研究导致了有史以来第一种无腐蚀、无毒、高性能、不易燃且价格低廉的化学品的开发。这些化学物质不仅可以使大规模储存电力成为可能,而且还可以负担得起。

尽管多功能醌类化合物可以制造大流量电池,哈佛大学的研究人员一直在努力寻找其他更有效的有机分子。然而,具有类似醌的多功能性的有机分子一直很困难。

现在,在考虑了大约一百万种不同的醌之后,我们开发了一种新的电池电解质材料,它扩大了我们的可能性。它的简单合成意味着它应该以非常低的成本大规模制造,这是本项目的一个重要目标。

林开祥博士。哈佛学生

流动电池

这项新的研究刊登在《自然能源》杂志上。

流动电池以溶液的形式在外部储罐中储存能量。根据油箱的大小,存储的能量也不同。Michael J.Aziz,哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)材料与能源技术的基因与特蕾西·赛克斯教授,Roy Gordon,托马斯·达德利·卡博特化学教授兼材料科学教授,Alán Aspuru Guzik,2014年,化学教授与他们的哈佛团队一起使用醌(动物和植物中储存能量的分子),而不是在酸性电解质中用作标准电池欧洲杯足球竞彩电解质材料的金属离子。第二年,研究小组开发了一种醌,这种醌在碱性溶液中有可能与食物上瘾剂协同作用。欧洲杯线上买球

这项最新研究的灵感来自于维生素B2,一种有助于在体内储存从食物中获得的能量的维生素。与醌不同,B2使用氮原子代替氧原子来拾取和释放电子。

只需对原来的B2分子进行几处调整,这组新的分子就成为碱性流动电池的一个很好的候选者。它们具有高稳定性和溶解性,并提供高电池电压和存储容量。因为维生素非常容易制造,这种分子可以以非常低的成本大规模制造。

Micheal J.Aziz,哈佛大学教授

“我们设计这些分子是为了满足电池的需要,但实际上是大自然暗示了这种存储能量的方式,”这篇论文的共同资深作者戈登说。“自然界产生了类似的分子,它们在我们体内储存能量方面非常重要。”

该团队将继续进行醌类的研究,进一步研究开发耐用、性价比高的流电池。

为了将这种新的化学物质商业化,哈佛大学技术发展办公室与团队一起联系了不同的公司,以便更好地面对不断变化、复杂的能源存储市场。

林、阿齐兹、戈登、阿斯普鲁·古齐克、拉斐尔·戈麦斯·邦巴雷利、尤金·贝赫、刘传堂、陈青和阿尔瓦罗·瓦勒。

这项研究得到了马萨诸塞州清洁能源技术中心、美国国家科学基金会和美国能源部高级研究计划局的支持。欧洲杯线上买球

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