雖然日光作為清潔和豐富的能源越來越受歡迎，但它有一個(gè)明顯的局限 - 每天只有太多的陽(yáng)光，有些日子比其他日子更陽(yáng)光。為了保持太陽(yáng)能的實(shí)用性，這意味著在太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能后，必須將其存儲(chǔ)起來。通常這需要兩個(gè)設(shè)備 - 太陽(yáng)能電池和電池 - 但太陽(yáng)能液流電池的設(shè)計(jì)可以同時(shí)執(zhí)行。

“與分離的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換和電化學(xué)儲(chǔ)能裝置相比，將分離裝置的功能組合成單個(gè)集成裝置可以是一種更有效，可擴(kuò)展，緊湊且經(jīng)濟(jì)有效的太陽(yáng)能利用方法，”宋進(jìn)說，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的化學(xué)教授。Jin和他的團(tuán)隊(duì)與沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)電氣工程教授Jr-Hau He合作開發(fā)了該設(shè)備。

太陽(yáng)能液流電池有三種不同的模式。如果需要立即獲得能量，它可以像太陽(yáng)能電池一樣立即將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。否則，該設(shè)備可以在白天吸收太陽(yáng)能并將其作為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，以便在夜間降落或天空變得陰天時(shí)將其作為電力輸送。如果需要，該設(shè)備也可以通過電能充電，就像典型的電池一樣。該團(tuán)隊(duì)最新的太陽(yáng)能液流電池模型能夠比現(xiàn)有的任何其他集成設(shè)備更有效地存儲(chǔ)和輸送太陽(yáng)能電力。

Jin認(rèn)為太陽(yáng)能電池可以幫助超越電網(wǎng)的限制，使生活在農(nóng)村地區(qū)的人們更容易獲得電力，并在傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)提供替代能源。

“這些集成太陽(yáng)能液流電池將特別適合作為偏遠(yuǎn)地區(qū)的分布式和獨(dú)立式太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)實(shí)際的離網(wǎng)電氣化，”Jin說。

制造目前的太陽(yáng)能液流電池對(duì)于現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)而言仍然過于昂貴，但Jin相信更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，更便宜的太陽(yáng)能電池材料和技術(shù)進(jìn)步可能有助于降低未來的成本。雖然目前的模型效率相對(duì)較高，但團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)其設(shè)計(jì)。目前設(shè)備的一些電壓仍然會(huì)浪費(fèi) - 這意味著科學(xué)家可能需要調(diào)整氧化還原物質(zhì)和光電極材料，這些材料串聯(lián)起來將太陽(yáng)能輸入轉(zhuǎn)換成電輸出。但金認(rèn)為，經(jīng)過進(jìn)一步研究，太陽(yáng)能液流電池可能很快就會(huì)實(shí)用。

“我們相信，使用新興的太陽(yáng)能材料和新的電化學(xué)，我們最終可以達(dá)到25%的效率，”Jin說。“在這個(gè)效率范圍內(nèi)，如果不使用昂貴的太陽(yáng)能電池，它應(yīng)該與其他可再生能源技術(shù)相當(dāng)具有競(jìng)爭(zhēng)力。那么我認(rèn)為商業(yè)化是可能的。”