日前，美国能源部西北太平洋国家实验室的研究人员研发了一种创新型液流电池，该电池将水处理设施中常用的一种化学物质重新应用于大规模储能。

这一设计为造出安全、经济的液流电池开辟了新途径，其电解液制备所必需的关键原材料来源广泛，为将风能和太阳能等间歇性能源纳入国家电网提供了新的解决方案。

该研究成果发表在最新的《自然通讯》杂志上。

此次实验室规模的新型铁基液流电池，采用了独特的电解液配方，即使用中性ph值的磷酸基液体电解质，这种化合物，含氮三膦酸酯、次氮基三甲基膦酸(NTMPA)。

正如负责该研究的资深科学家Guosheng Li所说：“我们正在寻求一种电解质，它能在室温和中性ph的温和操作条件下与带电的铁离子结合并储存在液体复合物中。我们致力于开发原材料丰富的电解液配方素，以便采购。”

磷酸盐，包括NTMPA，构成了一个以磷元素为基础的广泛化学家族。许多磷酸盐具有良好的水溶性，作为一种无毒化学品，广泛应用于化肥和洗涤剂等领域，该物质在工业上可大量获得。

在《自然通讯》杂志中，研究人员报道了他们的实验室规模的铁基液流电池在1000次连续充电循环中展现了卓越的循环稳定性，同时保持了最大容量的98.7%。

自20世纪80年代起，为大规模储能而设计的铁基液流电池便已出现，部分产品已实现商业化。先前针对类似铁基液流电池的研究发现，即使在较少的充电周期内，其充电容量的退化程度也高达两个数量级。

另外，与传统电池不同的是，新型铁基液流电池可以适应任何规模，从实验室工作台规模到城市大小的范围都可以，甚至可用作电网级备用发电机。

不过，据研究人员介绍，该新型铁基液流电池的能量密度仅为9瓦时/升，低于已实现商业化的全钒液流电池（25瓦时/升），研究人员称：“我们目前研发的电池的电压输出低于典型的全钒液流电池，我们也正在努力改善这一点。下一步工作就是通过关注电压输出和电解液浓度等方面来提升电池能量密度，从而提升电池性能。”

液流电池是一种由两个腔室组成的储能设备，每个腔室内充满不同的液体。通过电化学反应进行充电，并将能量以化学键的形式储存。当连接到外部电路时，液流电池会释放能量，为电子设备提供电力。

与传统电池不同的是，液流电池具有两个外部供应罐，内部液体不断循环，为电池系统提供电解质，充当“血液供应”的功能。电解液供应槽的容量越大，液流电池储存的能量就越多。

作为脱碳战略的关键支柱之一，液流电池能从可再生能源中储存能量。短期内，电网运营商寻求在城市或郊区新能源设备附近安装电池储能系统（BESS），其中电池安全问题不容忽视。而新型铁基液流电池可有助于解决电化学储能安全问题。