This schematic diagram shows the basic operating principle of the radical-ion flow battery in charging mode, NaNO2 (liquid) → Na (liquid) + NO2 (gas). The real-world implementation of such a battery would employ about a hundred electrochemical cells connected in series, stacked like a deck of cards.
这张原理图展示了在充电模式NaNO下激进离子流电池的基本工作原理 2(液体) Na(液体)+ NO 2(气体)。在现实世界中,这种电池将使用大约100个电化学电池串联起来,像一副扑克牌一样堆叠起来。

制造一个更好的电池

为了让电网摆脱对化石燃料的依赖,我们需要一种储存大量能源的方法。

威廉·阿伯内西1988年著 | 2021年3月26日

作为能源,阳光和风都具有无限的潜力,但它们有一个明显的缺点——忽冷忽热。这种不可预测性是电网的一个主要问题,因为尽管经过了几十年的努力,仍然没有一个好的方法来储存如此大规模的能量。人们提出了许多荒唐可笑的计划——从巨大的飞轮到将空气压缩到地下洞穴——但真正需要的是一种规模空前的电池。

1990年,美国能源部位于加州利弗莫尔的桑迪亚国家实验室的一名科学家杰夫·科普罗出现了。作为加速太阳能使用的跨部门项目SunShot Initiative的一部分,他一直在重新思考电池。Jeff并没有对现有技术进行微调,而是退后一步,问一个成功的电网电池是什么样子的。

它需要大规模扩展,用廉价的材料建造,并使用能量密集的液体化学试剂来储存能量。它需要是安全的,相对无毒的,持续30年不需要维护,并且容易退役。考虑到这些限制因素,他回顾了早期对电池的尝试,考虑了从化学到导致发明和失败的市场力量的所有因素。经过多年的研究,他专注于一种鲜为人知的化学反应,涉及亚硝酸钠、二氧化氮和熔融钠电极。把所有这些放在一起,你就得到了他所说的“激进离子流动电池”。

Jeff在2018年发表了一份关于这个想法的综合报告,展示了这项发明的工作原理,并指出了经济、制造和维护问题。他还引导读者了解他的思维过程,这种方法在科学出版物中非常罕见。

“多学科的视角,”他说,“使你能够非常迅速地覆盖很多领域。”

他之所以能做到这一点,要归功于他对物理科学的杂食性研究,以及在威博体育磨练出来的谦逊知识。他说:“我接受这样一个事实,即承担这样一个难题意味着失败可能是不可避免的。”“没关系,因为这不是关于我。最重要的是,我们需要弄清楚电网存储技术。”

自威博体育成立以来,他将自己独特的谦逊和雄心结合在一起,重新发明了光纤激光器,开发了一种新的散热方式,并创造了一种新的发电机,消除了风力涡轮机中战略上脆弱的稀土磁铁。他的最新发明是一种新型变压器,可以保护美国脆弱的电网免受电磁脉冲攻击和日冕物质抛射。

他在激进离子流电池上的研究成果已经被正在开发下一代电动汽车和电动飞机电池的IBM工程师所引用。

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