一種由熔融金屬製成的電池可以透過儲存這些間歇性來源產生的過剩電力，幫助使可再生能源更具可行性。
在9月21日發表於《自然》雜誌上的一篇論文中，研究人員描述了他們如何透過用鉛代替早期熔融金屬電池中的鎂，獲得了一種在較低溫度下執行的裝置——這可以使該技術在電網上的大規模應用更具競爭力。
唐納德·薩多威，劍橋市馬薩諸塞理工學院的電化學家，和他的同事一直在開發電池，其中三個主要組成部分——負極、正極以及它們之間的電解質——都是液體。大多數其他型別的電池具有固體電極，有時甚至具有固體電解質。
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在該團隊最新的模型中，正極是鉛和銻的熔融合金；負極是液態鋰；它們之間的電解質是鋰鹽的熔融混合物。這些液體都儲存在同一個罐中，在那裡它們像“沙拉油和醋一樣”分層堆疊，因為它們不互溶並且具有不同的密度，薩多威說。
當電池放電時，負極中的鋰原子釋放出一個電子，並透過電解質移動到鉛銻電極。充電會將它們推回相反的方向，電流足以保持金屬液化。
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在該電池的早期版本中，該團隊使用了鎂銻正極，但該合金的高熔點意味著電池需要在接近 700 °C 的溫度下執行。這消耗了過多的能量，並增加了內部元件的腐蝕速率。
他們基於鉛銻的電池可以在 450 °C 下執行。它們在耐用性測試中也表現良好——這是當今移動裝置中使用的電池的主要問題——在執行 1,800 小時後沒有腐蝕跡象，並在 450 次完整的充放電迴圈後保持了 94% 的容量。薩多威估計，它們在每日迴圈十年後仍將保持 85% 的充電容量。“沒有任何電池能夠提供這種效能水平，”他說。
熔融金屬電池是“一個非常創新的想法”，美國能源儲存聯合研究中心 (JCESR) 主任喬治·克拉布特裡說，該中心位於伊利諾伊州芝加哥附近的阿貢國家實驗室。他說，熔融金屬電池的高工作溫度是一個缺點，但使用鉛來降低溫度是“向前邁出的非常重要的一步”。
具有成本效益？
薩多威估計，一個大型熔融金屬裝置的成本可能約為每千瓦時電力 500 美元。這遠未達到 JCESR 聲稱行業應瞄準的每千瓦時 100 美元的目標——這一成本被認為足夠低，可以使該技術得到廣泛採用（參見“可充電革命：更好的電池”）。但是液體電極不會退化，並且沒有移動部件，因此薩多威認為維護成本會非常低。“總擁有成本是關鍵，”他說。
其他人則不相信。“這真的會在電網儲能方面得到部署嗎？我不這麼認為，”加拿大哈利法克斯達爾豪西大學的電池研究員傑夫·丹恩說。他說，為了保持金屬液化而損耗能量不可避免地會降低電池的效率，他指出，每次放電都會浪費 2% 的儲存電量。“這非常糟糕，”他說。
丹恩和其他人認為，未來在於鋰離子電池，即目前用於筆記型電腦和手機的電池型別。鋰離子電池的容量成本可能超過每千瓦時 1,000 美元，並且每次充電都會在其電極中積累損壞。但丹恩和其他人表示，未來的改進將使它們更具競爭力，規模經濟也將如此。內華達州一家耗資 50 億美元的電池工廠將於明年開工建設，這可能會將成本降至每千瓦時 250 美元，他說。
與此同時，薩多威的團隊正在繼續改進其電池的化學成分。薩多威說，他已經有了一種替代設計——尚未發表——可以提供更低的工作溫度和更長的壽命。
本文經許可轉載，並於首次發表於 2014 年 9 月 21 日。