安装在马蒂尼的演示电动车的照片。信贷:LEPA，2016年随着包括瑞士在内的世界各国加紧努力应对气候变化，寻找化石燃料的替代品，并实现政府设定的能源转型目标，对可靠的可再生能源的需求正在快速增长。但是，在有办法大规模储存之前，可再生能源无法有效地融入电网。EPFL物理和分析电化学实验室(LEPA)的博士生丹尼克·雷纳德说:“大多数形式的可再生能源依赖于天气条件，这导致它们提供的电力波动很大。”。“但电网并不是为了应对这种波动而设计的。”氢，因为无论天气如何，它都能持续不断地提供能量，现在正引起越来越多的关注。
几年来，LEPA科学家一直致力于清洁氢生产和能源储存的双重挑战。他们刚刚推出了一个新系统，该系统将传统的氧化还原液流电池(目前最有希望的大规模固定储能方法之一)与催化反应器相结合，催化反应器从流经电池的液体中产生清洁的氢气。LEPA系统与传统系统一样高效，但提供了更大的灵活性和储能能力。它还能以较低的成本生产清洁的氢气。科学家的研究发表在《细胞报告物理科学》上。
氧化还原液流电池最有希望储存能量
氧化还原液流电池由两个由电化学电池隔开的槽组成。两种高导电性的电解质液体——一种带正电荷，一种带负电荷——在槽中循环，经过电池，引发电子交换的化学反应。这些电池以电化学形式储存能量，就像智能手机中使用的锂离子电池一样，但寿命要长得多，并且具有灵活的能量产生和储存能力，这意味着它们可以快速响应电力供应和需求的波动。
为了创建他们的系统，LEPA的科学家们采用了一种传统的氧化还原液流电池，并通过增加两个催化反应器来增强它。这些反应器从循环通过储罐的流体中产生氢气。“氢是通过催化过程制造的，该过程利用电池的能量将水分子分解成氢和氧两种成分，”雷纳德说。“但是，只有当用于给电池充电的能源是可再生的，这种氢才能被认为是清洁的。”
清洁、纯净的氢气，具有增强且灵活的储存能力
LEPA的技术为制氢和储能提供了多种优势。传统的氧化还原液流电池一旦充满电，就无法储存更多的能量。“然而，在我们的系统中，一旦电池充满电，它就可以将流体排放到外部反应堆中。它们反过来产生氢气，可以储存起来，以后使用，释放电池本身的储存空间，”雷纳德说。
LEPA系统产生的氢气是纯净的，只需干燥和压缩即可实现最佳储存。该系统也比传统系统更安全，因为它分别产生氧气和氢气，而不是同时产生，所以爆炸的风险更小。
氢能汽车充电站的未来？
LEPA的技术在运输应用中可能特别有用。随着越来越多的司机采用电动汽车，对电力和清洁氢的需求将飙升。给这些车辆充电会给电网带来压力，并造成电网运营商难以计划的负荷高峰。“根据瑞士联邦能源办公室2020年的数据，交通部门约占瑞士能源消耗的33%，”雷纳德说。“我们的电池除了能产生氢气，还能起到缓冲作用，消除需求高峰。”
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