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(jù)《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(chǎn)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(guān)注。英國知名科學學報《自然》對其進行介紹。據(jù)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(zhuǎn)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(shù)和管理的呼聲越來越高。現(xiàn)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(chǎn)品降低成本、實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，還面臨不少困難。另外，人們越來越關(guān)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(jù)每日技術(shù)網(wǎng)介紹，謝賢寧在一次偶然實驗中發(fā)現(xiàn)塑料在經(jīng)過化學加工后，可以儲存電能并導電。據(jù)悉，從溶解塑料到添加化學物質(zhì)，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(shù)的成本較現(xiàn)有技術(shù)大幅降低，現(xiàn)有液體電解質(zhì)儲能技術(shù)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(xiàn)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(jù)悉，該研究已經(jīng)獲得來自新加坡-麻省理工科技研究聯(lián)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(guān)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(shù)呈積極態(tài)度。電腦芯片網(wǎng)稱，該技術(shù)將帶來儲能行業(yè)的革命。每日技術(shù)網(wǎng)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(shù)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(jīng)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(xiàn)在已經(jīng)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(shù)將更容易，成本也將更低，并有望實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。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(xiàn)有儲能技術(shù)一覽
目前儲能行業(yè)主要技術(shù)包括化學儲能、電磁儲能、物理儲能。化學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(shè)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(wǎng)調(diào)峰，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)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(zhì)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(lǐng)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(shè)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(wǎng)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(xiàn)。