大约2015年前后,荷兰代尔夫特理工大学的一支研究团队基于镍铁电池产生的氢气、偶然为该电池找到了一种用武之地。在电池充电过程中,电流从电池中通过时会经历一种化学反应,生成氢气和氧气。该团队认为,该反应与用水生成氢气的反应、即电解水反应类似。传统电解器也可以将可再生能源转化为氢气,但穆尔德希望能以更高效、更低廉的方式实现这一点。
“在我看来,其中的化学原理是相同的。”该团队带头人弗科·穆尔德指出。水的分解反应是产生氢气燃料的一种途径,并且只要驱动该反应的能量也由可再生能源产生,氢气就是一种百分之百的清洁能源。
穆尔德和他的团队还吃惊地发现,镍铁电池的电极开始分解水后,电极储存的能量竟然变得比开始生成氢气前还要高。换句话说,当镍铁电池同时被用作电解装置时,它就变成了一台性能更加优秀的电池。他们还惊讶地发现,该电池的电极可以很好地承受电解反应,而在传统电池中,电解反应往往会令电池遭受严重耗损。“另外,我们对该电池在上述过程中的能量效率也十分满意,可以达到80%-90%。”穆尔德指出。
穆尔德将他们的作品称作“电池电解器”(battolyser),希望此次发现能有助于解决可再生能源的两大主要挑战:储能能力,以及当电池充满时制造清洁能源的能力。
“我们经常听到各种各样关于电池和氢气的讨论,”穆尔德指出,“这两个方向之间一直存在某种竞争关系,但我们其实二者都需要。”
可再生价值
风能和太阳能等可再生能源最大的挑战之一在于,它们提供的能量总是难以预测、断断续续。例如,太阳能在白天和夏季提供的能量容易过剩,在夜间和冬季则又常常不足。
镍铁电池电解器有助于平衡太阳能和风能等能源的供求关系。
锂电池等传统电池可以在短期内储存能量,但一旦它们充满了电,就必须将过剩能量释放出去,否则便会过热、产生耗损。而相比之下,镍铁电池电解器即使在充满电后仍可保持稳定,只是继续充电时会开始产生氢气而已。
“镍铁电池持久耐用,承受充电不足和过度充电的能力都比其它电池强。”英国拉夫堡大学机械、电气与制造工程学院助理研究员约翰·巴顿指出,他也在对电池电解器展开研究,“通过产生氢气,电池电解器储存能量的时间可以长达数天、甚至数月之久。”
除了产生氢气外,镍铁电池还有其它一些有用的特征。首先,它们无需经常维护。爱迪生在他的早期电动汽车上便已证实,镍铁电池