新加坡國立大學謝賢寧博士和其研究團隊研發(fā)出的高效儲能膜。
據《每日科學》報道,，新加坡國立大學納米科技研究所日前研發(fā)出一種全新的高效儲能膜,。這種新產品不僅體積小、儲能大,，而且造價低,、環(huán)保性能優(yōu)越，引起業(yè)界普遍關注,。英國知名科學學報《自然》對其進行介紹,。據悉，這種高效儲能膜是將塑料改裝成電池,，1公斤的塑料垃圾袋能轉化為1公斤的電池,。
成本低、環(huán)保性能好
由于氣候變化和能源短缺,，人們對儲存技術和管理的呼聲越來越高?，F有充電電池和超級電容器都存在配置復雜的問題。目前,，要對這些產品降低成本,、實現規(guī)模化生產,，還面臨不少困難,。另外，人們越來越關注傳統(tǒng)能源消費對環(huán)境的影響,，這進一步促進了可再生能源的發(fā)展,。新加坡國立大學謝賢寧(音譯)博士表示：“意識到環(huán)境和新能源開發(fā)問題越發(fā)迫切，我和研究團隊研發(fā)出了一種高效儲能膜，儲能膜不僅儲能成本低,，同時還很環(huán)保,。”據每日技術網介紹，謝賢寧在一次偶然實驗中發(fā)現塑料在經過化學加工后,，可以儲存電能并導電,。據悉，從溶解塑料到添加化學物質,，再到制成儲能膜,，整個過程只需要一天半的時間。只要把儲能膜夾在兩片導電金屬中間,，充電后就可儲存和釋放電能,。儲能膜每平方厘米的電荷儲存量約0.2法拉,為標準電容器的200倍。
新儲能技術的成本較現有技術大幅降低,，現有液體電解質儲能技術每法拉成本為7美元,，而每法拉儲能膜的成本只需0.62美元，其成本不到現有儲能電池成本的1/10,，即1美元儲能膜可以換來10至20千瓦時的能耗,，而1美元鋰電池只能換來2.5千瓦時的能耗。此外,，儲能膜可以進行至少5000次的充電,，這是充電電池的5倍。
謝賢寧表示,，與充電電池和超級電容器相比,，儲能膜的使用范圍更廣。此外,，儲能膜的性能超過充電電池,，比如鋰電池、鉛酸電池和超級電容器等,。據悉,，該研究已經獲得來自新加坡-麻省理工科技研究聯盟和新加坡國際研究基金會的資助。謝賢寧博士及其研究團隊于去年開始有關儲能膜的研究,，總耗時一年半,，目前該項目已成功申請美國專利。
未來有望應用到新能源中
目前,，不少外媒對此技術呈積極態(tài)度,。電腦芯片網稱，該技術將帶來儲能行業(yè)的革命,。每日技術網稱,，這將為可再生能源儲能帶來新希望,。有分析認為，新型儲能膜可為混合動力車提供即時電力儲存和釋放,，這將有效提高能效并減少碳排,。未來，混合動力車有望使用來自儲能膜技術的電能,，這能有效延長汽車蓄電池使用壽命,，并減少成本。
另外,，儲能膜也可以運用到太陽能和風機中,，用于存儲和管理電力。由于太陽能,、風能發(fā)電不穩(wěn)定,，所以需要儲能。通過將能量儲存在儲能膜中,，間歇性問題隨之解決，因為多余電量可以及時存到儲能膜中,，留作備用,。
目前，研究團隊已經對儲能膜的具體性能進行測試,。該研究團隊正尋求與風投資本的合作機會,，現在已經有不少風投資本對此表示出興趣。謝賢寧表示：“隨著儲能膜的發(fā)明,，儲能技術將更容易,，成本也將更低，并有望實現大規(guī)模生產,。儲能膜環(huán)保性能優(yōu)越,，它有望改變目前的儲能狀態(tài)。”
現有儲能技術一覽
目前儲能行業(yè)主要技術包括化學儲能,、電磁儲能,、物理儲能?；瘜W儲能主要包括鉛酸電池,、液流電池、鈉硫電池和鋰電池等,。鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下,，正極主要成分為二氧化鉛,，負極主要成分為鉛,。放電狀態(tài)下，正負極的主要成分均為硫酸鉛,。液流電池是一種新型的大型電化學儲能裝置,，正負極全使用釩鹽溶液的稱為全釩液流電池，這種新型蓄電儲能設備,，不僅可以用作太陽能,、風能發(fā)電過程配套的儲能裝置，還可以用于電網調峰,，提高電網穩(wěn)定性,，保障電網安全。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料,、使用非水電解質溶液的電池,。鋰電池廣泛應用于水力、火力,、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng),，以及電動自行車、電動汽車等多個領域,。
電磁儲能主要指超級電容器儲能,。超級電容器是一種介于普通電容器和二次電池之間的新型儲能裝置。超級電容器集高能量密度,、高功率密度,、長壽命等特性于一身，具有可靠性高,、可快速循環(huán)充放電和長時間放電等特點,，廣泛用作微機的備用電源、太陽能充電器,、報警裝置,、家用電器、照相機閃光燈和飛機的點火裝置等,。
物理儲能主要指抽水儲能,、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等,。物理儲能具有規(guī)模大,、運行費用低等優(yōu)點，但需要特殊的地理條件和場地,，建設的局限性較大,，且一次性投資費用較高，不適合較小功率的離網發(fā)電系統(tǒng),。相比化學儲能來說,，物理儲能更加環(huán)保,、綠色，利用天然的資源來實現,。