1000次循环不衰竭：铁基液流电池再创奇迹

美国能源部下属的太平洋西北国家实验室的研究团队最近在电池储能技术方面取得突破性进展，他们创造性地采用了一种广泛应用于水处理行业的常见化学品——含氮三膦酸酯，特别是其中的次氮基三甲基膦酸（NTMPA），将其应用于水基液流电池的设计中，实现了安全、经济且易于大规模储能的目标。这项成果对于整合风能、太阳能等间歇性可再生能源进入国家电网具有重大意义，有助于推动清洁能源在全球范围内的广泛应用。

实验室成功研发的新一代铁基液流电池，在经过连续1000次充电循环测试后，展现了卓越的循环稳定性，电池容量保持率高达98.7%，远优于以往铁基电池在较短循环寿命内显著衰减的表现。这款电池的独特之处在于其能量存储方式，即通过铁元素与pH值中性的磷酸盐基液体电解质中的NTMPA相结合，在电化学反应过程中存储和释放能量。

液流电池的构造包括两个独立的液体腔室，其间通过膜或离子交换器让离子穿梭，从而完成充放电过程。当连接至外部电路时，电池即可为各类电器设备供电，成为可调节电网供需平衡、增强电网稳定性和能源韧性的关键储能技术，适用于从小型实验室到大型社区等多种应用场景。

尽管目前该实验室阶段的铁基液流电池的能量密度约为9瓦时/升，低于市场上成熟的钒基液流电池的25瓦时/升，但由于所用材料铁在全球范围内资源丰富且成本低廉，该新型电池体系具备巨大的潜力可进行规模化改进以达到同等乃至更高的能量输出水平。

相关研究发表在Nature Communications上。