可再生能源領(lǐng)域的進展速度不僅受限于從太陽、風(fēng)、海洋或地球輻射熱中獲取能量的技術(shù)，而且還受限于在利用這些能量后有效存儲和部署的能力。

開發(fā)可靠的電池，并使其規(guī)模化以滿足電網(wǎng)的需求，其主要障礙是材料成本，以及尋找最佳材料所需的研究成本，這一點不足為奇。

在圣路易斯的華盛頓大學(xué)，麥凱爾維工程學(xué)院的RomaB.&RaymondH.Wittcoff特聘大學(xué)教授VijayRamani實驗室的一個研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種方法來確定哪些材料將適合作為任何用于電網(wǎng)規(guī)模儲能的有機氧化還原液電池（ORFB）的關(guān)鍵部件：電解質(zhì)。

這項研究于8月20日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

有機氧化還原液流電池（ORFB）是低成本的。它們的設(shè)計使它們在規(guī)模上比鋰離子電池儲存的每單位電力更便宜，而且它們使用廉價的有機材料作為電池活性物質(zhì)（陰極和陽極）。

第一作者KritikaSharma說：在我們的系統(tǒng)中，我們正在使用viologen，它被廣泛地用作除草劑，而且非常便宜，如果我們使用這種有機活性物質(zhì)，那么主要的決定是：'我們把它溶解在什么電解質(zhì)中，以使電池的功效最大化？

傳統(tǒng)上，回答這個問題涉及大量的試驗和錯誤的實驗和分析。然而，拉馬尼的團隊所發(fā)現(xiàn)的東西有可能消除許多這種工作。一個通用的描述符，表明哪些電解質(zhì)與有機活性物質(zhì)是最佳搭配。

Ramani的研究小組研究了兩種活性物質(zhì)（二氯化鐵陰極和四氯化丙烯陽極）和六種電解質(zhì)（硫酸、鹽酸、甲烷磺酸、硫酸鈉、氯化鈉和甲烷磺酸鈉）在中性和酸性的pH值。他們發(fā)現(xiàn)他們的通用描述符指出了具有最互補的化學(xué)和電池性能特征的組合--低放電極化和高開路電壓。

我們的描述符，即溶劑重組能，使我們能夠表明具有甲烷磺酸鹽或氯離子反作用的低pH值電解質(zhì)效果最好，我們能夠通過在實驗室進行一小時的實驗來預(yù)測這一點，而不是通常的幾天或幾周。該論文的共同第一作者、德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校化學(xué)工程系助理教授Sankarasubramanian說。

盡管該論文顯示了來自有限數(shù)量的組合的結(jié)果，但Sharma說該描述符可以通用，因為它是基于活性物質(zhì)和電解質(zhì)之間的基本關(guān)系，并與系統(tǒng)中的動力學(xué)和傳輸特性相關(guān)。

有了預(yù)測特定有機活性物質(zhì)的最佳電解質(zhì)的通用方法，新存儲技術(shù)的開發(fā)將變得更加有效，而且不會太快。

Sharma說：當(dāng)基于太陽能和風(fēng)能的間歇性發(fā)電機占主導(dǎo)地位時，需要電網(wǎng)規(guī)模的儲能，以擁有一個穩(wěn)定的電網(wǎng)。我們的通用描述符可以幫助加快新的存儲解決方案的開發(fā)。