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隨著風能和太陽能等可再生能源的不斷崛起，需要有創造性的解決方案來存儲從自然界中間歇性的能源。一種潛在的解決方案被稱為熔鹽電池，它提供了鋰電池所沒有的優點，但也有一些需要解決的問題。

美國國家核(he)安全局下屬的桑迪亞(ya)國家實驗(yan)室（Sandia National Laboratories）的科學(xue)家們提出了(le)一種新的設計，可以解決這(zhe)些缺點，并展(zhan)示了(le)一種全新的熔鹽電(dian)池，與目前(qian)可用的版本相(xiang)比，這(zhe)儲能種電(dian)池可以更便宜(yi)地建(jian)造，同時存儲更多的能量。

以廉價(jia)和高(gao)效的(de)方式儲存大量能(neng)源，是用可(ke)再(zai)生能(neng)源為整個(ge)城市(shi)供電的(de)關(guan)鍵，盡管它有許多(duo)優勢，但這(zhe)正(zheng)是昂貴的(de)鋰(li)電池技(ji)術所(suo)欠缺的(de)。熔鹽電池是一(yi)種更(geng)具(ju)成(cheng)本效益的(de)解決方案(an)，它使(shi)用在高(gao)溫的(de)幫助下(xia)保持(chi)熔融狀(zhuang)態的(de)電極。

“我們一直在(zai)努力將熔(rong)融鈉(na)電(dian)(dian)池的(de)工作溫度降到盡可能低(di)的(de)物理溫度，”該項目的(de)首席研究員Leo Small說，“在(zai)降低(di)電(dian)(dian)池溫度的(de)同時，還可以整體降低(di)成本。你可以用便(bian)宜些的(de)材料。電(dian)(dian)池需要更(geng)少的(de)絕緣(yuan)，連接所有(you)電(dian)(dian)池的(de)線(xian)路可以更(geng)薄。”

在(zai)商業上(shang)，這種(zhong)電(dian)池被稱為鈉硫電(dian)池，世(shi)界上(shang)已經開發(fa)了一些(xie)這種(zhong)電(dian)池，但通常在(zai)520到660°F（270到350°C）的(de)(de)溫度下(xia)工作。而桑迪亞團(tuan)隊的(de)(de)目標要低得多，盡管(guan)這樣做需要重新(xin)思考(kao)，因(yin)為在(zai)高溫下(xia)工作的(de)(de)化學物(wu)質并不適合在(zai)較低的(de)(de)溫度下(xia)工作。

據了解，科(ke)學家們的新(xin)設(she)計由液(ye)態金屬鈉(na)和一種新(xin)型液(ye)體混(hun)合物(wu)組成，這(zhe)種液(ye)體混(hun)合物(wu)由碘(dian)化(hua)鈉(na)和氯化(hua)鎵組成，科(ke)學家們稱之為陰極電(dian)解質。當電(dian)池釋放(fang)能量時，化(hua)學反(fan)應發(fa)生，產生鈉(na)離子和電(dian)子通過高(gao)選(xuan)擇性的分離材料，并在(zai)另一邊產生熔(rong)融碘(dian)鹽。

這款鈉硫電(dian)池可以(yi)在110°C的溫度下(xia)工作(zuo)，經過8個(ge)月的實驗室測試，充放電(dian)次數超過400次，證明了它的價值。此外(wai)，它的電(dian)壓為3.6伏特，科學家說這比市面上(shang)的熔鹽電(dian)池高40%，因(yin)此具有更(geng)高的能量密度。

研(yan)究(jiu)作者Martha Gross說：“由于我(wo)(wo)們(men)在這(zhe)篇論(lun)(lun)文中所(suo)報道的(de)(de)新型陰極電(dian)解質(zhi)，我(wo)(wo)們(men)對能(neng)夠將(jiang)多少(shao)能(neng)量注入這(zhe)個系(xi)統感到(dao)非(fei)常興奮。熔融(rong)鈉電(dian)池(chi)已(yi)經(jing)存(cun)在了幾十年，它們(men)遍布全球，但(dan)從來沒有人談論(lun)(lun)過它們(men)。所(suo)以，能(neng)夠降低(di)溫(wen)度，并(bing)(bing)帶回一些數(shu)據，并(bing)(bing)說，‘這(zhe)是一個真正(zheng)可行的(de)(de)系(xi)統’是非(fei)常棒的(de)(de)。”

科學家們現(xian)在(zai)正將(jiang)注意力轉向降低電(dian)(dian)池的(de)成(cheng)本，這(zhe)可以(yi)通過取代(dai)比食鹽(yan)貴(gui)100倍左右的(de)氯化鎵來實現(xian)。他們說，這(zhe)項(xiang)技術距(ju)離(li)商業化還有(you)5到10年的(de)時間，但對他們有(you)利的(de)是電(dian)(dian)池的(de)安全性，因為它不會產生火災風險。

“這(zhe)(zhe)是低(di)溫熔(rong)(rong)融(rong)鈉電池(chi)長期穩定(ding)(ding)循環的(de)首次(ci)演(yan)示，”研(yan)究作(zuo)(zuo)者Erik Spoerke說(shuo)：“我(wo)(wo)們的(de)神奇之處在于，我(wo)(wo)們已經確定(ding)(ding)了(le)鹽化(hua)(hua)學(xue)和電化(hua)(hua)學(xue)，這(zhe)(zhe)使我(wo)(wo)們能(neng)夠在230°F下有效(xiao)地工作(zuo)(zuo)。這(zhe)(zhe)種低(di)溫碘化(hua)(hua)鈉結構是對熔(rong)(rong)融(rong)鈉電池(chi)的(de)一種改造。”