一种由熔融金属制成的电池可以通过储存这些间歇性来源产生的过剩电力，帮助使可再生能源更具可行性。
在9月21日发表于《自然》杂志上的一篇论文中，研究人员描述了他们如何通过用铅代替早期熔融金属电池中的镁，获得了一种在较低温度下运行的装置——这可以使该技术在电网上的大规模应用更具竞争力。
唐纳德·萨多威，剑桥市马萨诸塞理工学院的电化学家，和他的同事一直在开发电池，其中三个主要组成部分——负极、正极以及它们之间的电解质——都是液体。大多数其他类型的电池具有固体电极，有时甚至具有固体电解质。
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在该团队最新的模型中，正极是铅和锑的熔融合金；负极是液态锂；它们之间的电解质是锂盐的熔融混合物。这些液体都储存在同一个罐中，在那里它们像“沙拉油和醋一样”分层堆叠，因为它们不互溶并且具有不同的密度，萨多威说。
当电池放电时，负极中的锂原子释放出一个电子，并通过电解质移动到铅锑电极。充电会将它们推回相反的方向，电流足以保持金属液化。
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在该电池的早期版本中，该团队使用了镁锑正极，但该合金的高熔点意味着电池需要在接近 700 °C 的温度下运行。这消耗了过多的能量，并增加了内部组件的腐蚀速率。
他们基于铅锑的电池可以在 450 °C 下运行。它们在耐用性测试中也表现良好——这是当今移动设备中使用的电池的主要问题——在运行 1,800 小时后没有腐蚀迹象，并在 450 次完整的充放电循环后保持了 94% 的容量。萨多威估计，它们在每日循环十年后仍将保持 85% 的充电容量。“没有任何电池能够提供这种性能水平，”他说。
熔融金属电池是“一个非常创新的想法”，美国能源存储联合研究中心 (JCESR) 主任乔治·克拉布特里说，该中心位于伊利诺伊州芝加哥附近的阿贡国家实验室。他说，熔融金属电池的高工作温度是一个缺点，但使用铅来降低温度是“向前迈出的非常重要的一步”。
具有成本效益？
萨多威估计，一个大型熔融金属装置的成本可能约为每千瓦时电力 500 美元。这远未达到 JCESR 声称行业应瞄准的每千瓦时 100 美元的目标——这一成本被认为足够低，可以使该技术得到广泛采用（参见“可充电革命：更好的电池”）。但是液体电极不会退化，并且没有移动部件，因此萨多威认为维护成本会非常低。“总拥有成本是关键，”他说。
其他人则不相信。“这真的会在电网储能方面得到部署吗？我不这么认为，”加拿大哈利法克斯达尔豪西大学的电池研究员杰夫·丹恩说。他说，为了保持金属液化而损耗能量不可避免地会降低电池的效率，他指出，每次放电都会浪费 2% 的存储电量。“这非常糟糕，”他说。
丹恩和其他人认为，未来在于锂离子电池，即目前用于笔记本电脑和手机的电池类型。锂离子电池的容量成本可能超过每千瓦时 1,000 美元，并且每次充电都会在其电极中积累损坏。但丹恩和其他人表示，未来的改进将使它们更具竞争力，规模经济也将如此。内华达州一家耗资 50 亿美元的电池工厂将于明年开工建设，这可能会将成本降至每千瓦时 250 美元，他说。
与此同时，萨多威的团队正在继续改进其电池的化学成分。萨多威说，他已经有了一种替代设计——尚未发表——可以提供更低的工作温度和更长的寿命。
本文经许可转载，并于首次发表于 2014 年 9 月 21 日。