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二氧化錳儲量豐富、成本低，有可能用作液流電池等長效儲能技術的半固態電極。然而，與全液流電池的電解液相比，半固態電極對泵送的要求更嚴格，這可能會限制其技術經濟可行性。

在此，麻省理工學院（MIT）邵陽（Yang Shao-Horn）教授、Thaneer Malai Narayanan等人設計了一種用于Zn-MnO₂半固態液流電池（SSFB）的可充電MnO₂半固態電極。通過對電極性能的實驗表征和對SSFB的自下而上的技術經濟分析，確定了不同電極成分對所得電化學和流變性能的影響，以及系統級Zn-MnO₂ SSFB的隔夜成本。

往復泵的成本及其功耗是SSFB總成本的主要貢獻者。通過特定的配方策略，如增加MnO₂濃度和降低炭黑濃度，可能會降低泵的功耗從而降低電力和能源成本。此外，通過增加與每個泵并聯連接的電池數量來減少系統中使用的泵數量也可以達到相同的目的。

圖1. SSFB 的資本成本分析

通過使用穩定且均質的MnO₂半固體電極，假設電池與泵的數量之比為100:1，作者計算了優化的Zn-MnO₂ SSFB隔夜能源和電力成本分別為48 $/kWh和1,120 $/kW。在放電持續時間為24小時或更長的條件下，Zn-MnO₂ SSFB可以與其他電化學儲能系統（如鋰離子和釩氧化還原液流電池）競爭。

甚至在更長的放電持續時間（例如72小時）下，Zn-MnO₂ SSFB比二者更便宜，成本僅略高于氫基儲能系統。這項研究為進一步研究用于電網規模儲能的半固態液流電池提供了技術可行性和經濟激勵。

圖2. Zn-MnO₂ SSFB與其他儲能系統的成本比較

Low-cost manganese dioxide semi-solid electrode for flow batteries, Joule 2021. DOI: 10.1016/j.joule.2021.07.010

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