在過去的十年里，風(fēng)能和太陽能等清潔能源以前所未有的速度席卷全球，它們被寄予了帶領(lǐng)我們擺脫化石燃料依賴、走向綠色未來的厚望。然而，這兩位“綠色先鋒”卻有一個(gè)共同的、令人頭疼的“任性脾氣”——間歇性。太陽不會(huì)二十四小時(shí)照耀，風(fēng)也不會(huì)永不停歇地吹拂。這就帶來了一個(gè)核心難題：當(dāng)陽光明媚、大風(fēng)呼嘯時(shí)，發(fā)出的電用不完怎么辦？而到了無風(fēng)的陰雨夜晚，我們又從哪里獲取電力呢？為了馴服這種“任性”，人類迫切需要一個(gè)巨大無比的“充電寶”，能夠在能源富余時(shí)將其儲(chǔ)存起來，在需要時(shí)再穩(wěn)定地釋放出去。

長久以來，我們最熟悉的儲(chǔ)能技術(shù)，無疑是驅(qū)動(dòng)著我們手機(jī)和電動(dòng)汽車的鋰離子電池。它們能量密度高、性能優(yōu)越，是移動(dòng)設(shè)備的不二之選。但是，當(dāng)我們想把這個(gè)“充電寶”放大到足以支撐一個(gè)城市、甚至一個(gè)國家的規(guī)模時(shí)，鋰電池的缺點(diǎn)就暴露無遺了。其核心材料，如鋰、鈷、鎳等，不僅價(jià)格昂貴，而且資源分布不均，開采過程還伴隨著環(huán)境和人道主義爭議。將數(shù)以萬計(jì)的鋰電池組連接起來構(gòu)建一個(gè)電網(wǎng)級的儲(chǔ)能站，其成本之高昂，足以讓任何一個(gè)宏偉的綠色能源計(jì)劃望而卻步。

現(xiàn)在，來自美國能源部下屬的太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的科學(xué)家們，為我們帶來了一個(gè)充滿智慧且極具成本效益的解決方案——一種新型的、用我們廚房里常見的鹽就能驅(qū)動(dòng)的“熔鹽電池”。這不僅僅是對現(xiàn)有電池技術(shù)的小修小補(bǔ)，更像是一次從根源上的顛覆。它向世界宣告，儲(chǔ)存海量能源，或許并不需要稀有昂貴的“山珍海味”，用最樸素的“家常食材”同樣能做出一桌豐盛的“能源大餐”。

這種新型電池的設(shè)計(jì)思路，堪稱返璞歸真。它的核心電解質(zhì)，就是一種特殊的熔融鹽，其正負(fù)兩極，則分別使用了地球上儲(chǔ)量極其豐富且價(jià)格低廉的金屬——鋁和鎳。相比于鋰和鈷，這些原材料的成本簡直可以說是“白菜價(jià)”。這意味著，從一開始，這種電池就徹底擺脫了對稀有資源的依賴，為其大規(guī)模、低成本的商業(yè)化應(yīng)用掃清了最大的障礙。

當(dāng)然，熔鹽電池并非一個(gè)全新的概念，但過去的版本都有一個(gè)致命弱點(diǎn)：它們需要在極高的溫度下才能工作，往往需要加熱到攝氏兩百四十度以上才能讓鹽熔化導(dǎo)電，這本身就消耗了大量能量，得不償失。而PNNL團(tuán)隊(duì)這次取得的關(guān)鍵突破，就在于他們發(fā)明了一種全新的配方和結(jié)構(gòu)，讓電池的工作溫度成功降低到了更為溫和的攝氏一百一十度。這個(gè)溫度，雖然依舊比室溫高，但已經(jīng)大大降低了能耗和系統(tǒng)復(fù)雜性，使其在經(jīng)濟(jì)上變得切實(shí)可行。

實(shí)現(xiàn)這一突破的幕后功臣，是一種經(jīng)過特殊改造的、基于普通玻璃纖維的“隔膜”。在電池內(nèi)部，這層隔膜的作用，就像一個(gè)極其精密的篩子，它將正負(fù)兩極的材料完美地隔開，防止它們直接接觸而發(fā)生短路，但同時(shí)又允許攜帶能量的離子在熔融的鹽中自由穿梭。PNNL研發(fā)的這種新型隔膜，不僅堅(jiān)固耐用，而且能在更低的溫度下保持高效的離子傳導(dǎo)能力，是整個(gè)電池性能飛躍的核心所在。

除了成本低廉，這種熔鹽電池還擁有另一個(gè)讓鋰電池羨慕不已的優(yōu)點(diǎn)——極高的安全性。它的電解質(zhì)是以水為基礎(chǔ)的鹽溶液，從根本上杜絕了起火和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，這對于需要密集部署成千上萬個(gè)單元的電網(wǎng)級儲(chǔ)能系統(tǒng)來說，是一個(gè)至關(guān)重要的特性。此外，它的循環(huán)壽命也相當(dāng)出色，在實(shí)驗(yàn)室測試中，經(jīng)過數(shù)百次的反復(fù)充放電，其容量幾乎沒有衰減，展現(xiàn)出了非凡的耐用性。這項(xiàng)看似樸實(shí)無華的發(fā)明，正為我們描繪一個(gè)激動(dòng)人心的未來：巨大的、如同儲(chǔ)水罐一樣的熔鹽電池，靜靜地坐落在風(fēng)電場和太陽能電站旁，將每一縷不穩(wěn)定的清潔能源，都轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、可靠、隨時(shí)可用的電力，最終匯入千家萬戶。

參考資料：DOI:10.1002/anie.202505383