被称为液流电池的设备吸引了科学家的大量关注，他们正在寻找负担得起的电网级储能解决方案，但它们是否足够负担得起?麻省理工学院的一个团队认为这方面还有改进的余地，并开发了一种类似于软冰淇淋的新型电极材料，他们认为可以将其集成到“半固态”电池中，以廉价的方式储存可再生能源。

在存储可再生能源方面，液流电池是一个特别诱人的提议，因为它们灵活、可扩展且比锂离子电池便宜得多。这些设备将能量储存在两个罐中的液体中，当液体通过将化学能转化为电能的特殊膜时，收集或释放能量。

由于系统的存储容量可以简单地通过增加罐的尺寸以及它们可以容纳的液体电解质的量来扩大，因此液流电池可以提供一种以相对较低的成本存储大量可再生能源的方法。同样对他们有利的是，他们可以一次将这种能量储存数月，填补太阳能和风能提供的间歇性供应中不可避免的缺口。

麻省理工学院的研究人员着手设计和制造一种更实惠的液流电池形式，该形式使用比当前候选药物更便宜的化学品，例如依赖钒的氧化还原液流电池。该团队在实验室中进行了大量实验，以寻找更实惠的电导体，最终找到了一种泥浆混合物的配方，其稠度类似于糖蜜，似乎提供了理想的特性。

获奖配方具有类似于软冰淇淋的质地，由含有分散的二氧化锰 (MnO2) 颗粒和炭黑中的导电添加剂的浓稠黑色混合物制成。当混合物从罐中泵入膜时，炭黑与导电锌溶液发生反应，有效地将化学能转化为电能。

将采用这种混合物的半固态液流电池与其他储能系统一起进行测试，团队希望了解它们在运营成本方面的比较。因为它使用浆状混合物代替传统液流电池中的水溶液，所以它确实需要更多的动力才能将其从罐中泵送到膜上。但即使考虑到这一点，科学家们也表示他们的新型半固态液流电池表现良好。

他们计算了在 8 小时、24 小时和 72 小时内运行的资本成本，并发现对于任何持续时间超过一天的存储，该设计胜过钒氧化还原液流电池和锂离子电池。

“我们进行了全面的、自下而上的分析，以了解电池的成分如何影响性能和成本，并考虑了所有的权衡，”研究作者 Thaneer Malai Narayanan 说。“我们证明了我们的系统可以比其他系统便宜，并且可以扩大规模。”

科学家们指出，需要拼凑的存储技术来促进向可再生能源的大规模转变。不同的情况可能需要不同的解决方案，锂提供八小时或更短时间的良好备份选择，但更长的时间成本更高，而氢的短期存储价格昂贵，但长期存储具有成本效益，根据球队。该团队计划继续开发新型电池系统，看看它在这个阵容中的位置。

“向清洁能源的过渡需要不同持续时间的储能系统，以便在没有阳光和风的时候使用，”麻省理工学院能源计划的研究科学家、团队成员 Emre Gençer 说。“我们的工作表明，当这些 VRE 源无法在一天或更长时间内发电时，半固态液流电池可能是一种挽救生命且经济的选择——例如，在自然灾害的情况下。”