滑铁卢大学的研究人员创造了一种 3D 打印电极，它可以更轻松、更安全地存储来自风能和太阳能发电场的大量可再生能源。
锂离子电池将能量储存在固体材料中，并且通常使用易燃电解液。液流电池则将能量储存在外部储罐中的水基液体中，因此容量与储罐尺寸成正比。电极仍然需要让液体到达反应表面。传统的制造工艺使得这些内部路径难以控制。
马克西姆·范德海登手持一个经热处理制成碳电极的3D打印结构。（图片来源：滑铁卢大学）
“它们不是将能量储存在固体材料中，而是储存在外部储罐中的液态电解质中，”领导这项研究的滑铁卢大学化学工程教授马克西姆·范德海登（Maxime van der Heijden）说。“只需使用更大的储罐即可增加储能容量，这使得它们非常适合大规模可再生能源存储和电网应用。”
研究团队打印了多种三重周期极小曲面形状（这是一类在自然界中常见的重复三维几何结构），然后对这些部件进行热处理，使其成为导电碳。多孔结构是通过数字光处理打印机成型的。其中，菱形几何结构表现最佳。
实验室氧化还原液流电池：反应器、电解液罐、泵和恒电位仪。（图片来源：滑铁卢大学）
范德海登表示：“利用3D打印技术，我们可以设计出传统制造工艺难以实现的电极内部结构。这使我们能够更好地控制液体在电池中的流动方式，并使其到达发生储能反应的表面。”
研究人员在实验室流动池和实际运行的钒液流电池中测试了打印电极。该研究题为“利用3D打印三重周期最小表面电极结构增强氧化还原液流电池中的传质”，发表于《储能杂志》（Journal of Energy Storage）。
来源：eurekalert.org
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