当前课程知识点：生活英语进阶 > Unit 6 Engineering and Technology > 4. Topic and Text > Part 1
本单元，我们的主题是工程与技术。
我们将关注用非金属材料储存能量。
完成本单元的学习后，
你将熟悉这一新技术，
能够确定学术论文的总体结构，
并且根据关键词复述研究情况。
什么是非金属材料储存能量技术呢？
现在让我们来看看这篇文章吧。
用非金属材料储存能量
采用可持续性可再生能源，
例如太阳能和风能，
"总能容量20％以上,"
需要开发电能存储系统。
对于用电网供电和远程发电站来说，
需要廉价和灵活的存储系统。
但目前选用的方法要么受限于
特定的地理位置（例如将水
从水库泵送到作为势能源的高位），
要么造价昂贵（如传统电池
和超导电磁存储）。
赫斯金森等人报道了一项重大进步
关于经济能量存储的发展：
一种“流体”电池仅用可溶入水的
非金属材料作为电极组件。
这些材料可以降低流体电池的成本，
同时增加能量密度。
流体电池需要两种可溶电活性成分——
化合物参与
在电极的电化学反应。
这些成分通过膜被分离，
在电化学电池中。
其中化学能转化为电力（反之亦然）。
与固定电活性材料相反
传统电池的，
流体电池的电活性成分
通过液体流中的电池被泵送，
并存在电池外单独的储罐中（图1）。
该设计充分考虑到个体优化的需要
关于能量存储（控制
存储罐的尺寸大小）
和产生的功率（这取决于
电化学电池或电池堆的尺寸）。
由于流体电池中的电活性材料是单独存储的，
所以彼此之间发生剧烈反应的可能性
几乎可以完全消除，
这就使这些装置比常规电池更安全。
流体电池还具有更灵活的布局结构，并且可能会更便宜。
不幸的是，电活性材料的选择
"用于流体电池,仅限于少量的"
金属氧化还原系统（除阴极材料外），
以及被这些金属盐所溶解的低溶解度（通常在水中）。
溶解度问题阻碍高能量密度
我们不能取得。
赫斯金森等人克服溶解性问题
通过使用电活性组分，可溶的、有机的
氧化还原活性材料，称之为“醌类”来代替金属。
早在1972年就有人提出用不溶水的醌作为电极材料，
但用化合物作为
流体电池的储能组件还是一种新技术。
作者发现，他们的醌化学还原
在水中的电极上用以形成对苯二酚非常之快
这是高功率电池放电的先决条件。
金属配合物的氧化还原电位和溶解度
可以通过修改与金属原子结合的配体来进行调节。
"而对于醌,修改这些性质则可以通过改变"
连接到分子的芳环上的化学基团。
这种方法提供了更广泛的修改范围，
相比金属体系可能的范围。
因为化学基团更接近氧化还原中心，
与配体接近金属比较，
因此其作用更明显。
此外，带负电荷的电活性物质
例如带有带负电荷的基团的醌
赫斯金森等人使用的，应该有助于减少
与液流电池相关的一个主要实际问题，
即这些材料有一定的交叉，通过
带负电膜。
然而，该方法也有其缺点，
因为任何改进，在电化学性质
和/或溶解度的将与
电活性物质的分子量的增加相关联，
并因势必会降低电池的能量密度。
赫斯金森及其同事们将其液体
醌/氢醌体系，在电池阳极处，
与阴极处的溴/溴体系结合。
该阴极系统先前已经用于
锌溴流电池和氢溴
再生燃料电池（流体电池的变体）。
溴/溴阴极能获得良好的
"能量密度,在成本在合理范围内，"
尽管它具有腐蚀性且不环保。
当作者测试一个小型（2平方厘米）
液流电池时，
他们发现它产生了可观的
功率密度（600毫瓦每平方厘米）
和良好的电流效率（电荷转移的效率，
可以发生目标电化学反应）。
新的发现为便宜的能量存储开辟了道路，
但是还有很长的路要走，
要开发出实用的流体电池。
尤其是
必须解决以下几个问题，在这一化学过程
在投入电网储能之前，
这些因素的影响：电活性物质浓度
和醌中杂质
对电池性能和能力
通过多次充电-放电循环使用必须被评估。
如果需要用高纯度的醌，
就可能会大大增加成本。
"溴通过膜的交叉反应这一问题,"
也应该认真考虑。
"即使溴不与化合物发生反应,"
在阳极系统中的，
这种交叉也会降低电池容量和能量
效率（电能输出与输入之比），
应当作为循环数的函数来测量。
从一枚小小的单个电池到工业尺寸的
多电池堆叠的扩展可能颇具挑战性，
并且将大规模装置的各种部件
集成到工作电池中也可能非常困难。
对于固定能量存储来说，
"长寿（超过10,000次循环使用）是降低成本的关键，"
因此本文中所证明的循环使用数
远远不能满足实际需求。
赫斯金森及其同事们的成果前途无量，
可以用作新的流体电池技术的基础。
如果他们所完成将液体的长期容量和能效保持相结合
可以被证明，
如果确实可以制备实用且廉价的电池，
那么这项技术将广泛适用于
各种能源存储应用。
-1. Introduction
--Video
--Unit 1-1
-2. Listening
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--Unit 1-2
-3. Group Discussion
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--Unit 1-3
-4. Topic and Text
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--Unit 1-4
-5. Vocabulary
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--Unit 1-5
-6. Academic Writing
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--Unit 1-6
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--Unit 1-7
-8. Student Research Project
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--Unit 1-8
-9. Summary
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--Unit 1-9
-10. Discussion
-1. Introduction
--Unit 2-1
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-4. Topic and Text
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--Unit 2 Life science--5. Vocabulary
-6. Academic Writing
--Unit 2-6
-7. Skills Power Station
--Unit 2-7
-8. Student Research Project
--Unit 2-8
-9. Summary
--SUMMARY
--Unit 2-9
-10. Discussion
-1. Introduction
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--Unit 3-1
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-4. Topic and Text
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--Unit 3-4
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--Unit 3-6
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--Unit 3-7
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--Unit 3-8
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--Unit 3-9
-10. Discussion
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-4. Topic and Text
--Unit 4 Man and Nature--4. Topic and text
-5. Vocabulary
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-6. Academic Writing
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--Unit 4 Man and Nature--6. Academic Writin
-7. Skills Power Station
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-8. Student Research Project
--Unit 4-8
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--Summary
--Unit 4-9
-10. Discussion
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--Unit 5-1
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--Unit 5 Social Issues--4. Topic and Text
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--Unit 5 Social Issues--8. Student Research
-9. Summary
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--Unit 5-9
-10. Discussion
-1. Introduction
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--Unit 6-3
-4. Topic and Text
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--Part 2
--Unit 6-4
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--Unit 6 Engineering and Technology--5. Voc
-6. Academic Writing
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-4. Topic and Text
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--Unit 7-6
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-10. Discussion
-1. Introduction
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--Unit 8-1
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--Unit 8-3
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--Part 1
--Part 2
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-5. Vocabulary
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--Unit 8-5
-6. Academic Writing
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--Unit 8-6
-7. Skills Power Station
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--Unit 8-7
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--Unit 8-8
-9. Summary
--Summary
--Unit 8-9
-10. Discussion
-Final Exam
