据伦敦帝国理工学院研究人员称，电池设计的新方法可以为低成本、长期的能源存储提供关键。

工程师和化学家团队制造了一种多硫化物-空气氧化还原流动电池（PSA RFB），不是一膜，而是两膜。双膜设计克服了这种大型电池的主要问题，打开了其存储风能和太阳能等可再生能源等多余能源的潜力。

在氧化还原流动电池中，能量存储在液体电解质中，这些电解质在充电和放电期间流经电池，通过化学反应实现。存储的能量量由电解质的体积决定，使设计可能易于扩展。然而，传统氧化还原流动电池中使用的电解质——钒——价格昂贵，主要来自中国或俄罗斯。

由奈杰尔·布兰登教授和安东尼·库塞纳克教授领导的帝国团队一直在研究使用广泛可用的低成本材料的替代品。他们的方法使用一种液体作为电解质，一种气体作为另一种电解质——在这种情况下，多硫化物（溶解在碱性溶液中的硫）和空气。然而，多硫化物空气电池的性能有限，因为没有薄膜可以完全使化学反应发生，同时仍然可以防止多硫化物进入电池的其他部分。

帝国地球科学与工程系的孟正欧阳博士解释说：“如果多硫化物越过空气侧，那么你从一边失去物质，这减少了那里发生的反应，抑制了催化剂的活性。这降低了电池的性能——所以这是一个我们需要解决的问题。”

研究人员设计的替代方案是使用两膜分离多硫化物和空气，并在它们之间使用氢氧化钠溶液。该设计的优点是，包括膜在内的所有材料都相对便宜且广泛可用，并且该设计在可以使用的材料中提供了更多的选择。

与迄今为止从多硫化物-空气氧化还原流电池中获得的最佳结果相比，新设计能够提供更大的功率，高达每厘米5.8毫瓦的平方。

由于成本是长期和大规模存储的关键因素，该团队还进行了成本分析。他们计算出能源成本——存储材料的价格与存储的能源量——约为每千瓦时2.5美元。

电力成本——与电池中膜和催化剂价格相比的充电和放电率——约为每千瓦1600美元。这目前高于大规模能源储存的可行水平，但该团队认为，进一步的改进很容易实现。

工程学院院长奈杰尔·布兰登教授说：“我们的双膜方法非常令人兴奋，因为它为这种电池和其他电池开辟了许多新的可能性。为了使这种成本效益对大规模存储具有成本效益，需要相对适度地提高性能，这可以通过改变催化剂以提高其活性或进一步改善所使用的膜来实现。”

通过化学系Anthony Kucernak教授的催化剂专业知识，以及化学工程系的Qilei Song博士对膜技术的研究，团队内部已经在该领域的工作。

分拆公司RFC Power Ltd成立于该团队的研究基础上，旨在开发可再生能源的长期存储，如果进行改进，将把这种新设计商业化。

RFC Power Ltd首席执行官Tim Von Werne表示：“迫切需要新的方法来以合理的成本在几天、几周甚至几个月内存储可再生能源。这项研究表明，通过提高性能和低成本材料，可以做到这一点。”

这项研究由英国研究和创新工程和物理科学研究理事会以及欧洲研究理事会资助。 

原标题：双膜为长期储能提供了希望