随着太阳能和风力发电不断发展，寻找能够储存大量能量，并能在暗态和有风的时候提供能量的廉价电池变得迫不及待。去年，研究人员报告了一个潜在的廉价、能源包电池的进展。但这种电池使用到有毒的腐蚀性材料。现在，同一个团队修改了其化学组成，消除了有害成分，同时使得电池更加便宜，且更容易制备。

这项新设计称作“流体电池”，通常要远大于锂离子电池或铅酸蓄电池。不同于传统电池，流体电池不讲将电池组件包在一起。相反的，将化学能源供应（即两种电解液）从电池中分离出来。这种设计使得通过增加外部的电解液就可轻易的提高电池的存储量。有许多工程正盯着这种电池，可用于生产过剩时储存太阳能和风能。

流体电池的核心是由离子传导膜分隔开的夹层电极，称为堆栈。充放电过程中，泵入电解液。大多数设计中，电池放电时，带正电的电极从第一种电解质中带出电子，通过电路，将其带往第二个电解液中的电荷接收分子。该过程在第一个电解质中产生带正电的离子，通过传导膜进入第二个电解质中，与来自电子的电荷发生中和。当电池充电时，电解质、电子、离子的流动方向发生反转，电子被泵进第一个电解质当中。

去年，哈佛大学材料科学家Michael Aziz带领的研究团队采用有机的醌类化合物作为其中一种电解质的电子储存元件，制得了一种高能量储存的流体电池。然而，另一种是有毒的化合物，含有溴，同时还能腐蚀液态电解质中常用的和承载液态电解质的铁及其他材料。这迫使哈佛团队需要用昂贵的耐腐蚀材料来包覆它，对于大多数应用来说这都是非常昂贵的。

Aziz等人想知道是否有办法改变这种电池的化学成分，使其可以撅弃放弃这些腐蚀性的材料。大多数的电池都是采用酸性或碱性的电解液，它们善于将电荷从电池的一端转移到另一端，这对于电池的充放电都是必须的。该团队早期的研究当中，不论是醌类化合物还是含溴化合物也都是溶于酸性溶液当中的。

哈佛团队意识到一种携带电荷的亚铁氰化物或许可以取代溴化物，这听起来好像很危险，但其实这种亚铁氰化物可用作食品添加剂。然而亚铁氰化物溶于碱，不溶于酸。因此，Aziz等人调整醌类化合物的化学结构，用氢原子和氧原子对来取代硫基团对，最终使其能够溶解于碱当中。

该研究发表于《科学》（Science）期刊上，标题为“the battery readily stores power with only components that are cheap, abundant, and nontoxic”。

Aziz指出，现在这种碱性醌电池的容量只有之前酸性电池的2/3。但由于不需要昂贵的材料来处理溴，其生产更加便宜且更加环保。“这是我很乐意在我的地下室存放的化学物质。”Aziz这样说到，而这可能也不需要太久。采用醌类化合物及亚铁氰化物的流体电池用于存储普通家庭屋顶太阳能电池阵列产生的能量可能只需要热水器那么大。

哈佛大学能源专家David Keith说，“化学听起来很棒。”他指出大多数家庭业主和小企业还不需要使用电池来存储其可再生能源供应，因为需要时可以连接到电网上。注：David Keith未参与该项研究。

Aziz同意这一看法，但他补充说要有经济意识。比方说，很多企业的发电不仅要供其数千瓦时的消耗，还要考虑用电峰值。这是因为使用大部分电力的企业必须要有额外的电力路线，并付费给公用事业单位。安装这种电池，这些企业可以使用存储的电力，减少额外电力连接，从而降低成本。Aziz预测，这样的应用只会增长。一旦如此，廉价无毒的流体电池将成为能源未来的重要组成部分。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜      校正：摩天轮