布法罗大学的科学家们这么认为。
他们已经确定了一种名为BODIPY的荧光染料,作为储存能量的理想材料,这种电池可以在有朝一日为汽车和家庭供电的可充电液体电池中储存。
BODIPY--硼 - 二吡咯甲烷的缩写 - 在黑光下在黑暗中明亮地闪耀。
但是,促进能量储存的特性不太明显。根据最新研究,该染料具有不同寻常的化学特性,使其能够在两个关键任务中脱颖而出:储存电子和参与电子转移。电池必须执行这些功能以节省和提供能量,BODIPY非常擅长。
在实验中,基于BODIPY的测试电池有效运行并且寿命长,在研究人员耗尽并充电100次后运行良好。
“随着世界越来越依赖替代能源,我们面临的一个重大问题是,'我们如何储存能源?' 当太阳在夜间熄火或风停止时会发生什么?“ 首席研究员Timothy Cook博士说,他是布法罗艺术与科学学院化学助理教授。“所有这些能源都是断断续续的,所以我们需要能够储存足够能量来为普通房屋供电的电池。”
该研究于11月16日在ChemSusChem上发表,该期刊专门研究化学与可持续性交叉的主题。
未来的染料电池
BODIPY是一种很有前途的液体电池材料,称为“氧化还原液流电池”。
这些充满流体的动力电池与传统材料制成的电池相比具有几个优点。
例如,锂离子电池存在风险,因为如果它们打开就会着火,库克说。染料基电池没有这个问题; 他说,如果他们破裂,他们就会泄漏。
氧化还原液流电池也可以轻松扩大以储存更多能量 - 足以让房主在一夜之间为太阳能房屋供电,或者使公用事业公司能够在高峰使用时间内储存风能。这很重要,因为扩大规模对许多其他提议的电池技术来说都是一个挑战。
BODIPY如何在电池中工作
氧化还原液流电池由两个由各种屏障隔开的液体罐组成。
当使用电池时,电子从一个罐中收集并移动到另一个罐中,从而产生电流 - 理论上 - 可以为像手电筒一样小的装置或像房子一样大的装置供电。要为电池充电,您可以使用太阳能,风能或其他能源将电子强行送回原来的水箱,在那里他们可以再次完成工作。
氧化还原液流电池的有效性取决于每个罐中流体的化学性质。
“氧化还原液流电池中使用的分子库目前很小,但预计未来几年会大幅增长,”库克说。
“我们的研究发现BODIPY染料是一种很有前途的候选产品。”
在实验中,库克的团队用相同的溶液填充两个氧化还原液流电池罐:一种称为PM 567的粉状BODIPY染料溶解在液体中。
在这种鸡尾酒中,BODIPY化合物显示出显着的品质:它们能够放弃和接收电子而不会像许多其他化学品那样降解。这种特性使得染料能够在重复循环(100次充电和排水)期间储存电子并促进它们在电池两端之间的转移。
根据实验,科学家们还预测BODIPY电池将足够强大,对社会有用,产生约2.3伏的电力。
库克说,该研究的重点是PM 567,不同品种的BODIPY具有相同的化学性质,因此其他BOPIDY染料很可能也能成为良好的储能候选者。