该论文作者——南加州大学Dornsife文理学院的化学教授Sri Narayan说道：“这种新电池可经历高达5000次的充放电循环，使用寿命大概在15年左右。锂离子电池在经历1000次的充放电循环后就会退化。”这项实验是Narayan教授与化学系教授兼Locker碳氢化合物研究所所长G.K.Surya Prakash、杨波、Lena Hoober-Burkhardt和王芳共同合作的成果。Prakash教授说道：“这种有机液流电池将会在简易性、成本、可靠性和可持续性方面改变电网级储能。”
Sri Narayan教授研究电化学能量转换 (图片来源：USC / Gus Ruelas)
这种有机液流电池可以提高可再生能源发电在全国总发电中的比例。太阳能电池仅在有阳光时发电，风机也只在有风时运转，这两种不稳定性使电力公司难以依靠可再生能源发电满足客户需求。当电池储存多余电力，并在有需求时定量流出，就可以解决电力的不稳定性。Narayan教授说：“将来，兆瓦级储能将是可再生能源发电的一个主要问题。”这种新电池基于氧化还原设计，与燃料电池类似，有两个电解槽，槽内电活性物质溶于水。电解槽内的溶液被压入两个液体之间带有薄膜的槽内，两端各连着电极。这种设计的优点是解耦电能。储存电活性物质的槽的尺寸可以根据实际需要设计，增加电池系统可以存储的能量容量，或者通过调整中央槽来加快/减慢释放能量的速度，以此改变系统发电量。
水系有机氧化还原液流电池 (图片来源：USC)
该科研小组的技术创新主要是电活性物质。以前的电池设计都使用金属或者有毒化学物质。为此，Narayan教授和Prakash教授想研发一种可以溶于水的有机化合物，对环境无污染，成本低。通过把分子设计和试错法结合，科研人员找到一种天然醌，一种被氧化的有机化合物。醌普遍存在于植物、菌类、细菌和部分动物体内，参与植物的光合作用和细胞呼吸作用。Narayan教授说道：“这些都是自然界能量转换的方式。目前，电池需要的醌取自天然的碳氢化合物。将来，很可能会从二氧化碳中提取。”
科研小组已经就有机液流电池的设计申请专利，并计划扩大试验规模。该项研究得到美国能源部ARPA-E、南加州大学和Locker碳氢化合物研究所的资金支持。
