世界各地的工程师正在争先恐后地创造节能且易于批量生产的下一代电池。一个有希望的候选人是在科罗拉多大学开发的水流电池技术。

低成本，高性能电池可能会导致风能和太阳能的可扩展电网级存储。它们使用自然铬丰富的关键组件 - 实现卓越的电压和高效率。

“这些材料是低成本，无毒的，随时可用，提供未来的承诺，以实现具有成本效益的制造，”化学助理教授Michael Marshak说，迈克尔Marshak表示，该研究项目展望。“流动电池周围围绕与依赖于固体材料的化学物质相关的缩放问题，例如锂离子。

“Although lithium-ion technology can provide power for smaller scale applications, you would need millions of batteries to backup even a small fossil fuel power plant for an hour,” notes Marshak, who also serves as a fellow at the University of Colorado’s Renewable and Sustainable Energy Institute. “But, while lithium-ion chemistry is effective, it’s ill-suited to meet the capacity of an entire wind turbine field or solar panel array.

“锂离子电池的基本问题是它们不会很好地规模，”玛莎索赔。“您添加的更坚固物质，您添加的阻力越多，以及所有其他组件都需要增加串联。所以实质上，如果你想要两倍的能量，你需要建立两次电池。当你谈论这个很多兆瓦时，这只是没有成本效益。“

根据Marshak的说法，水流电池是可再生电网应用更具前途的替代品。流动电池将活性成分保持在大罐中以液体形式分离，使系统以管理方式分配能量，类似于气罐为汽车发动机提供稳定的燃料燃烧的方式。

虽然流动电池已有数十年来，但由于其笨重的尺寸（它们通常与运输容器大大），高运营成本和低电压相比，它们已经努力获得商业和市政网格运营中的广泛立足点。此外，商业上可获得的流动电池技术传统上基于元素钒，其对于能量存储应用相对昂贵。

“对于更便宜的替代材料，真正需要，”玛莎斯说。“可再生能源提供了美国电气生产的日益增长的份额，但目前缺乏用于存储收获的能量的大规模解决方案，并将其重新部署以满足在太阳不闪耀或风不会吹的时期内的需求。

“当天的能量网格上的供需与需求之间存在不匹配，”Marshak指出。“太阳可能会在早上达到电网的需求，但需求往往在下午晚些时候达到峰值，在太阳落山后继续进入晚上。现在，公用事业公司必须通过快速向上恢复煤炭和天然气生产来填补这种差距，就像你从零到60乘车那里乘车一样。“

为了提高流动电池化学，玛莎和他的同事合并有机结合剂的性能，或螯合物，用铬离子稳定有效电解质。该方法在铬电子周围产生屏蔽，防止水阻碍反应物并允许每个电池单元分散2.13伏 - 几乎加倍的流量电池的操作平均值。

Marshak计划继续优化这项技术，并在未来五年内随时可商购。“我们将在实验室中将其扩展到循环电池甚至更长的时间，”他解释道。“我们还必须做一些长期的耐用性测试。

“我们已经解决了基本一级的问题，”玛莎说。“现在，有很多东西我们可以尝试继续推动性能限制。”