盖世汽车讯 利用风能和太阳能等可再生能源对绿色转型至关重要。但这些可再生能源具有间歇性和不可预测性，无法控制何时刮风、何时放晴。

目前，人类无需依赖天气就能烧水，这很大程度上要归功于对化石燃料的使用。为了摆脱对这种有限且污染严重的能源的依赖，人类需要能够以低成本、安全地储存大量的可再生能源，但遗憾的是，目前还没有任何技术能够满足所有要求。

锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车中。但锂离子技术依赖于锂和钴等成本高昂且地理位置集中的材料。

钴矿开采可能是一个危险且污染环境的过程。含有锂离子的有机电解液（电池内部正负极之间的液态化学物质）易燃。由于存在火灾隐患，大规模部署这些电池以供应家庭、城市和工业用电存在风险。

但还有另一种解决方案：液流电池。

图片来源：贝尔法斯特女王大学

在液流电池中，能量储存在大型外部储罐中的液态电解质中。要对液体进行充电或放电，需要将其泵入电池组，电池组内会发生电化学反应，产生或消耗电子。这种电池具有诸多优势。

在大多数电池中，能量和功率这两个属性本质上是相互关联的。能量指的是电池实际储存的电量，也就是在给定速率下可以持续供电的时间。功率指的是能量的释放速率，也就是在给定时间内可以提供的能量。

通常情况下，改变其中一个属性必然会影响另一个属性。为了储存更多电量，需要增加电池单元，但这会增加可能并不需要的功率（以及不希望增加的成本）。

然而，液流电池并非如此。需要储存更多能量？只需使用更大的储罐，装入更多液体即可。需要更大功率？只需使用更大的电池组即可。这种独立控制功率和能量的能力使得该技术更容易扩展规模，成本更低。此外，与锂离子电池不同，液流电池不会着火（因为它们主要成分是水），而且极其耐用。一些液流电池已经运行了20多年。

目前，多个大型液流电池系统已经投入使用。在中国，并网的最大系统容量达到吉瓦时级（相当于为10万户家庭供电一天）。在瑞士，一座容量达2.1吉瓦时（相当于为超过20万户家庭供电一天）的液流电池正在建设中，建成后将成为世界上最大的液流电池，用于为人工智能数据中心供电。尽管如此，液流电池仍然是一项新兴技术，仍有一些挑战需要解决。

测试电池

世界各地的研究人员都在开发新的电解液化学和材料，以降低液流电池系统的成本，并推动其普及应用。然而，液流电池研究的起步阶段却令人望而生畏。测试电池通常价值数千英镑，而且测试一个新电池需要大量的辅助设备。

据外媒报道，贝尔法斯特女王大学（Queen's University Belfast）研究人员开发出一种低成本的3D打印测试电池。这大大简化了液流电池的研究，使研究团队能够测试数十个这样的电池。但是，团队在获得可重复的测试结果方面遇到了困难。此外，在贝尔法斯特女王大学的实验室中很难复现其他团队之前进行的液流电池研究结果。

在2024年初的一次会议上，美国麻省理工学院化学工程教授Fikile Brushett的演讲指出，该领域缺乏统一的实验规范。随后，双方共同开展了一系列研究，旨在探索并解决如何可靠地复现已发表科学研究数据的问题。

在2026年4月发表的一项研究中，研究团队将其研发的低成本3D打印测试电池寄送给了世界各地几家顶尖的研究团队。结果发现，即使所有团队都声称测试的是同一款电池，但其性能差异却非常显著。此后，研究人员找到了造成这种差异的几个潜在原因，并提出了改进测试规范的建议。

最新的研究汇集了30多个研究团队，共同评估测试电池。目前，测试数据已在线公开。研究团队正利用这些数据来探究不同电池性能差异的原因。研究成果将有助于业界制定所有研究人员都能使用的测试方案。

最终，这项工作有望帮助新手更容易地开展液流电池研究。同时，它也能为已有的研究团队提供可靠的基础，以便比较研究结果并加快研究进程。所有这些都将助力化学工程师更快地创新，以低成本、安全且大规模的方式储存可再生能源。