【科普小博士】
记得小时候生活在乡村,大人们常常从井里提水,然后放在盛夏的烈日下晒热,晚饭后给孩子们洗澡。虽然简朴,却与大自然和谐共生,既绿色又环保。
水能用来储存阳光中的热,那么,能不能用水来存电呢?
全钒液流电池是一种高科技产品,就是用水溶液来储电的。金属元素钒存在四种价态,将这些不同价态的钒离子,溶解在硫酸水溶液中,就能配制出电池的电解液,包括含有5价钒的高价态电解液,含有2价钒的低价态电解液。然后,将高价态电解液置于电池的正极一侧,低价态电解液置于电池的负极一侧,中间放置一张隔离膜就构成了液流电池。当两种电解液同时流过膜两侧时,在电极上发生电化学反应,就能把电解液中的化学能,变成电能释放出来。此时,高价态电解液中的5价钒变为4价,低价态电解液中的2价钒变为3价。
需要给电池充电时,将太阳能光伏板与液流电池相连,使电解液中的钒离子,重新变回5价和2价,这样,就把电储存在水溶液中了。如果需要储存很多电,仅仅增加电解液的用量就行,使得过程十分容易进行。由于电解液不燃烧、不爆炸,所以,全钒液流电池特别安全环保,正在被越来越多的人接受,并产生可观的经济效益。
根据计算,一年内到达地球的太阳能总量折合标准煤1.39×1013千亿吨,是目前已探明世界化石能源储量的一万倍。随着科学技术的进步,将白天的太阳能发的电存起来,晚上再用来照明。
利用太阳光、太阳热发电,以及风力、海洋波浪发电,正在成为未来人类获取电力能源的主要途径。给人类送来光明和温暖的阳光,不仅仅照亮白昼,也必将照亮夜空,为人们驱赶寒冷和漫漫长夜,成为人类社会发展的“永动机”。
(作者为清华大学化学工程系教授)