美國能源部太平洋西北國家實驗室的研究團隊開發出一種超級液流電池，可能會幫助解決可再生能源的局限性。
在可再生能源如太陽能和風能等套用中，儲存就是難以解決的問題之一，因為這兩種能源的提供方式並不連續。
例如，太陽能只能在白天使用，風能只能在刮風的時候使用。
如果有一種電池能夠以超級低廉的價格儲存大量電能，那麽，就可以將這些電能儲存大量電能，那麽，就可以將這些待用的電能儲存起來，在有需求的時候使用，從而消除可再生能源使用中的缺陷。
新開發的液流電池。
目前美國實驗室開發出來的這種新型液流電池就是如此，它以一種名叫環糊精的糖分子為活性物質。
眾所周知，無論是燃料電池還是電容器或者就是我們平常使用的充電電池，活性物質都發揮著至關重要的作用，因為它們負責儲存和釋放能量。
傳統的電池通常依賴於金屬或合成化合物作為活性物質，但是這些活性物質要麽本身就是貴金屬，要麽在從原材料轉化成最終產品時需要消耗大量大量的能源，所以是有汙染的。
與此相比，環糊精是一種廚師和食品企業廣泛使用的廉價和綠色活性物質。
而且，它在許多方面都比金屬活性物質更加高效。
研究團隊帶頭人王偉博士解釋道:「我們之前已經知道，環糊精作為活性物質的時候，電池效能會大幅提高，但是我們不知道原因是什麽，而現在我們有了答案。」
王偉博士和他的同事們用改進的多層深度學習演算法來尋找糖分子結構和電子轉移之間的關系，而最終確定了這個關系的研究過程更像是在進行一場「謎團」的競賽。
王偉博士補充道:「最終，我們發現，β-環糊精上的氫能夠發生更快速度和更高頻率的振動，這加速了電子，最終將我們松手了70%到60%的效能提升。」
王偉博士所描述的是一種非常大的提升。
在電池領域中，由於提高功率水平並不是最容易最後達成的目標，因此，這項技術可能會引發對儲能技術的革命。
與傳統的充電電池不同，液流電池實作充放電是透過泵送液體電解質。
這是因為液流電池設計成儲能和功率控制可以透過獨立調節功率和能量密度進行獨立調節。
為此，液流電池使用兩種同時流動的液體電解質，將能量儲存在一個溶液中並將其流入另一個溶液中。
相比較之下，傳統充電電池中能量儲存在一個單一的固態或液態材料中，在充放電期間不能獨立調整儲存能源。
由於固體或液體材料無法並列流動，因此，在傳統電池中必須透過改變反應速率來調節功率水平。
與此相比，這種並列流動使得液流行為可以單獨調整功率和儲存，同時在很小的體積中實作高峰值功率、容量和迴圈壽命，這在電池領域多麽瘋狂的想法!
帶頭這個研究組進行工作的王偉博士說:「只有透過實驗，我們才能知道最終有什麽結果。」
與此同時，研究團隊采用了三種不同質素和三種不同濃度的β-環糊精溶液，並對它們進行了長達一年多的測試。
經過一年時間的測試，團隊沒有發現顯著的效能衰減，這證明了這種新型糖分子液流電池具有卓越的穩定性。
液流電池的優勢。
要了解這些液流電池所獨具優勢，我們首先就要對比一下傳統固態或半固態電池以及液流電池之間有何不同。
在傳統固態或半固態電池中，儲存的能量是固定的，當需要時透過調節反應速率來釋放能量，而在液流電池中，兩種可獨立調節濃度和流動速率的不同溶液同時流過一個膜並利用膜對稱層間發生反應來釋放能量。
因為兩種流體可以獨立調節濃度，可以有三個變量會影響所有反應速率:即膜兩側離子濃度差、膜兩側溶液中催化劑濃度差以及溶液流動速率。
這樣一來，為了不讓混合濃度太低，而會拖慢反應速率，可以透過提高濃度來降低反應速率;反之，如果為了讓混合濃度高一點而提高反應速率，也可以透過降低濃度來降低反應速率。
這些變化可以讓液流行為適用於各種不同場景比如快速充放電場景，對效率要求非常嚴格，比如風力渦輪機工廠中需要快速適應風速變化的場景，又比如需要一晚上慢慢充滿才能利用完整個白天的情況下用於太陽能工廠。
尤其是與其他例(比如鋰離子)相比，液流行為能夠實作更高效率，使得其能量密度更高，而不管用哪種方案，β-環糊精方案中的電子轉移都會是最高效。
除了以上優點外，研究團隊還發現，由於環糊精屬於有機分子，因此它們不會像金屬一樣腐蝕膜，這樣一來就極大地延長了迴圈壽命。
研究成果展望。
王偉博士團隊這項關於糖分子性液流電池的新發現不僅為儲能領域帶來了創新，還有可能改變可再生能源的采用和使用方式。
這顯然值得我們進一步深入探索，因為許多已開發國家當前正在努力實作綠色化，並減少可再生能源臨時停頓造成的問題。
該專案目前仍處於研發階段，需要進一步最佳化和探索其他糖分子活性物質，以實作商業化托管。
然而，這意味著與目前市場上大多數現有技術相比，這項突破可能會導致高效、穩定且成本低廉的清潔能源解決方案，這將對清潔能源套用產生影響。
這項發現令人激動，因為它表明我們甚至不知道我們用什麽作為一個材料時，它也許具有許多更令人激動的新發現，更好的是大大提高效能，可以套用於無數領域，包括儲存、工程甚至醫療等。
寫到最後
王偉博士說到:「我們迫不及待地想要將這些發現推向更廣闊的平台，並鼓勵其他科研機構探索其他糖分子，因為我們相信許多糖可能會像我們剛發現的這種β-環糊精一樣興奮!」
這一發現使我們看到未來儲能技術甚至無數領域還有許多發展空間，而我們已經習慣於我們現在「先進」的科技了，因此更讓人激動我們無法想象未來會更好將會怎麽美好。
