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盡管風能和太陽能等動力可以在發(fā)電的時分，完成無排放，但是卻依靠風和太陽，而此種供給并非總能滿意需求。同樣地，核電站以最大容量運行時功率更高，因此無法依據(jù)需求添加或削減發(fā)電量。幾十年來，動力研究人員都在妄圖處理一個嚴峻挑戰(zhàn)，即怎么存儲剩下的電力，以便在需求的時分再開釋回電網(wǎng)？

圖片來歷：愛達荷國家實驗室

據(jù)外媒報道，最近，美國愛達荷國家實驗室（Idaho National Laboratory）的研究人員研發(fā)了一款用于電化學(xué)電池的新式電極材料，處理了上述難題。此種電池可以高效地將剩下的電力和水轉(zhuǎn)化為氫，當電力需求添加時，該電化學(xué)電池可以反過來將氫轉(zhuǎn)換成電，用于電網(wǎng)。而發(fā)作的氫還可作為燃料，用于取暖、車輛或其他用處。

研究人員早就認識到氫作為儲能介質(zhì)的潛力，所以改善了一種名為質(zhì)子陶瓷電化學(xué)電池（PCEC）的電池，此種電池可以利用電力，將蒸汽分解成氫和氧。

不過，在以前，此類設(shè)備具有局限性，特別是在高達800攝氏度的高溫下作業(yè)時。高溫就要求昂貴的材料，還會加速材料降解，然后讓電化學(xué)電池的本錢極高。
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在此次研究中，研究人員描繪了一種新式氧電極材料，是一種可以一起促進水分解和氧復(fù)原反響的導(dǎo)體。與大多數(shù)電化學(xué)電池不同，此種新材料是一種鈣鈦礦化合物氧化物，無需額定的氫，就可以讓電池將氫和氧轉(zhuǎn)化為電力。

在此之前，研究人員曾為該電極研發(fā)了一種3D網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，然后讓其表面積更大，以將水分解成氫和氧。3D網(wǎng)格狀電極和新式電極材料結(jié)合，可以讓該款電池在400至600攝氏度高溫下自給自足，且可進行可逆性操作。

研究人員表示：“我們證明了該PCEC可以在此種低溫下進行可逆操作，可以在無需任何外部氫供給的情況下，將水分解生成氫，再轉(zhuǎn)化為電力，完成自給自足?！?/p>

以前，氧電極只傳導(dǎo)電子和氧離子，而新式鈣鈦礦可以進行“三重傳導(dǎo)”，即可傳導(dǎo)電子、氧離子和質(zhì)子。在實踐使用中，可以進行三重傳導(dǎo)的電極會更快發(fā)作反響、更高效，因此可以在堅持出色性能的一起，下降操作溫度。

未來，研究人員希望繼續(xù)將創(chuàng)新材料與前沿制作工藝相結(jié)合，繼續(xù)改善該款電化學(xué)電池，以讓該技能可以使用于工業(yè)規(guī)劃。