瑞士联邦理工学院（EPLE）的科学家开发了一种新系统，解决了能源转型的两个首要任务:清洁的氢生产和大规模的能源储存。他们的技术在交通运输方面尤其有用。

随着包括瑞士在内的世界各国加紧努力应对气候变化，寻找化石燃料的替代品，并实现政府设定的能源转型目标，对可靠的可再生能源的需求正在迅速增长。但是，在找到一种大规模存储可再生能源的方法之前，无法将其有效地纳入电网。

EPFL物理与分析电化学实验室(LEPA)的博士生Danick Reynard说:“大多数形式的可再生能源都依赖于天气条件，这导致它们提供的电力有很大的波动。”“但电网的设计并不能应对这种波动。”无论天气如何，氢气都能持续提供能源，因此备受关注。

几年来，LEPA的科学家们一直在研究清洁氢生产和能源储存的双重挑战。他们刚刚公布了一个新系统，该系统将传统的氧化还原流电池(目前最具前景的大规模固定能量存储方法之一)与催化反应器结合在一起，催化反应器可以从流经电池的流体中产生清洁的氢。LEPA系统与传统系统一样高效，但提供了更大的灵活性和能量存储能力。它还能以更低的成本生产清洁的氢气。

氧化还原液流电池是最有希望的储能电池

氧化还原液流电池由两个槽组成，槽间用电化学电池隔开。两种高度导电的电解液——一种带正电荷，一种带负电荷——在罐子和电池之间循环，引发电子交换的化学反应。这些电池以电化学形式储存能量，就像智能手机中使用的锂离子电池一样，但寿命更长，具有灵活的能量产生和存储能力，这意味着它们可以快速响应电力供需波动。

为了创造他们的系统，科学家采用了传统的氧化还原液流电池，并通过添加两个催化反应器来增强它。这些反应器从罐内循环的流体中产生氢气。雷纳德说:“氢是通过催化过程产生的，该过程使用电池的能量将水分子分解成氢和氧两种成分。”“但只有在充电的能量是可再生的情况下，这种氢才能被认为是清洁的。”

清洁，纯净的氢气，增强和灵活的储存能力。

LEPA的技术在氢气生产和能源储存方面都有一些优势。使用传统的氧化还原液流电池，一旦充满电，它们就无法储存更多的能量。“然而，在我们的系统中，一旦电池充满电，它可以将液体放电到外部反应堆中。它们反过来产生氢气，可以储存和使用，释放电池本身的存储空间，”Reynard说。

LEPA系统生产的氢是纯的，只需要干燥和压缩以获得最佳储存。这种系统也比传统的更安全，因为它是分开产生氧气和氢气而不是同时产生，所以爆炸的风险更小。

氢燃料汽车充电站的未来?

LEPA的技术在交通运输领域尤其有用。随着越来越多的司机采用电动汽车，对电力和清洁氢的需求将会飙升。为这些车辆充电会给电网带来压力，并造成电网运营商难以规划的负荷峰值。雷纳德说:“根据瑞士联邦能源办公室2020年的数据，交通部门占瑞士能源消耗的33%左右。”“我们的电池，除了生产氢气，还可以作为缓冲，平滑需求的峰值。”

摘译自：MIRAGE