南加州大学的科学家使用醌(一种可以在自然界发现的有机化合物)制造了一个电池。植物,真菌,细菌和一些动物都含有它们。USC教授Sri Narayan解释说:“这些是自然界中用于能量转移的分子类型。”研究人员从天然存在的碳氢化合物中提取了醌。使用它们的重点是它们的成本要低得多。当前,液流电池使用诸如钒的金属更为普遍,但是金属的成本更高。
氧化还原流程设计
新电池基于熟悉的设计:氧化还原液流电池。这种类型的电池可以使用水作为电解质,其中还包含一些溶解的电活性化学物质。南加州大学的Narayan和Surya Prakash希望使用有机化合物溶解在水中作为电解质。大型氧化还原液流电池已在加利福尼亚州的杏仁农场成功运行,以存储太阳能电池阵列产生的能量。加利福尼亚州特洛克附近的杏仁农场的Enervault电池在电解液中使用铁铬。
醌:天然电池的能量载体
醌存在于植物中,例如黑胡桃,柿子,芦荟,荞麦,柚木等。在植物中,醌携带电子并以颜料形式存在。包含它们的动物通过摄取获得它们。
使用醌(或其中一种)的昆虫的一个例子是庞巴迪甲虫的防御性喷雾,该喷雾在约100华氏度的温度下发出,可能会刺激目标。它们不仅在自然界中发现。来源也可以是人造的,例如苯和萘。
实际上,南加州大学的科学家说,他们也许能够用二氧化碳制造它们,这是一个相当大的转变。液流电池中用于存储由太阳能电池板和风力涡轮机产生的能量的材料可以由化石燃料副产品制成。他们并不是唯一研究醌在液流电池中的潜在用途的公司。据报道,2014年1月,哈佛大学的科学家也在进行实验。
资金
ARPA-E,洛克石油研究所和南加州大学资助了南加州大学的研究。
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