盐与硫磺在碗中的激情

　　人要保持活力，身体必须储存能量，就得一日三餐，一碗一碗的吃饭。现代社会的活力，毋庸置疑是以电来保持的，那电力怎么储存呢?其中有一种方法，形象的说，就是盐与硫磺在碗中火热共舞实现的，这种方法使用的就是钠硫电池。下面来一一解释。

　　高科技钠硫电池，讲起来可能比较复杂，其实它没有离开人类发展以来比较熟悉的几样东西----盐，硫磺和瓷器。钠是从氯化钠也就是盐中提取出来的，硫也就是硫磺的提纯，而作为电池固体电解质的，就是烧了几千年的瓷器，只不过有着更精细的结构。这三样就构成了钠硫电池的主要元素。结合下图讲，就是一个瓷碗里盛满了钠，然后把这个瓷碗放到一个盛满了硫的铁碗里，就做成了一个单体钠硫电池。就这么简单，当然要想实用，还有很多事要做，比如要把这两个碗绝对密封起来，否则钠从碗里洒出来，可不像掉个米粒那么简单，是要着火的。而铁碗还得是不锈钢的，否则很快就被腐蚀掉了。还有很多细节，这里就不展开讲了。

　　那这个储能电池是怎么工作的呢? 其实原理跟其他化学电池是类似的，最大的不同就是它工作的时候是火热的，温度高达摄氏300度。在这个温度下，碗里的钠和硫都被融化了，处于液体的状态。在放电的正反应中，钠失去电子，变成钠离子从瓷碗的碗体中钻出来，与外面铁碗里的硫结合成钠硫化合物，等瓷碗里的钠快没了的时候，这个电池也就没电了，需要再充电了。在充电的逆反应中，钠离子在外界充电电势的作用下，又从铁碗中回到瓷碗中，等全部返回后，就重新具备了电势，满血复活了。钠和硫就在这两个碗中间，火热的结合分离，激情共舞，完成一次次充电和放电，储存并释放着无穷的电力。看着也很简单吧，这里面有个关键点，就是瓷碗的碗体上，要有很多微孔通道，让钠离子可以自由穿梭。这些离子进出的微孔，要不大不小，能在陶瓷上烧制出来，不容易，现在世界上没有几家可以做出来。

　　把这两个碗拉长成半米高的桶状，就是一节实用型的钠硫电池的大致样子。以日本的钠硫电池为例，这么大的一节电池，所存储的电能，大概是普通5号充电电池的400倍。而一个标准的储能电池箱，大概有1200根这样的电池，足足可以储存1200度电! 而且这样的电池，按最高功率放电，可以持续6个小时！

　　盐和硫磺，在这个神奇的碗里的激情共舞，为人类提供了一种高效的电力储存方式。钠硫电池目前已经有了较好的商业化进程，将来在可再生能源并网，调频辅助服务，电力输配，分布式发电及微网，电动汽车光储式充电站等领域，都会有更好的应用。

　　(部分数据来源于日本NGK公司)

作者：马少华（爱索能源）

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