大多数提议的可再生能源都有一个主要缺点：它们的可变性。晚上太阳不照耀，风不总是吹，潮汐、海浪和水流起伏不定。这就是为什么许多研究人员一直在寻求存储这些能源产生的电力的方法，以便在需要时使用。
到目前为止，这些解决方案往往过于昂贵，仅限于某些领域，或者难以充分扩展以满足需求。许多研究人员都在努力克服这些限制，但麻省理工学院教授唐纳德·萨多韦提出了一种创新方法，引起了极大的兴趣 - 并获得了一些重大资金。
这个想法是制造一种全新的电池，其关键部件将保持在高温下，以便它们完全保持液态。目前在 Sadoway 的实验室中测试的实验设备以一种以前从未在电池中尝试过的方式工作。
本月，新成立的联邦机构 ARPA-E（高级研究计划署，能源）宣布了 3,600 份申请中的首批 37 份能源研究拨款，而 Sadoway 开发公用事业规模电池的项目获得了最大的一笔款项。 - 五年内近 700 万美元。在 ARPA-E 宣布后的几天内，世界第五大石油公司法国道达尔宣布与麻省理工学院建立 400 万美元、为期五年的合资企业，以开发相同技术的小规模版本，适用于在个人住宅或其他建筑物中使用。
由于该技术正在申请专利并且可能导致非常大规模的商业化，Sadoway 不会讨论所使用材料的细节。但 Sadoway 和 ARPA-E 都表示，这种电池基于低成本的国内可用液态金属，有可能打破作为国家能源网一部分的大规模储能的成本障碍。在宣布资助 Sadoway 的工作时，ARPA-E 表示，电池技术“可以彻底改变电网使用和生产电力的方式，使美国的风能和太阳能资源能够全天候供电，提高电网的稳定性，并让停电成为过去。”
加州门洛帕克 Lightspeed Venture Partners 的负责人 Andrew Chung 目前在 Sadoway 的项目中没有股权，他说“电网规模存储是一个在未来十年左右将爆炸式增长的领域，”并且是他的公司正在密切关注的一个。他说，Sadoway 正在开发的液体电池概念“是解决问题的一种令人兴奋的方法”。
大就是美
Sadoway 说，大多数电池研究旨在改善便携式或移动系统（如手机、计算机和汽车）的存储。对此类系统的要求，包括极轻的重量和高安全性，与电网规模、固定位置的电池系统的需求截然不同。“我所做的是完全忽略了用于便携式电源的传统技术，”他说。对固定系统的不同要求“开辟了全新的可能性范围”。
一个大型的、公用事业拥有的系统“不一定要防撞；它不必是“防白痴”的，因为它不会掌握在消费者手中。” 尽管消费者愿意为高价值便携式设备中使用的小型电池支付高昂的价格，但公用事业规模系统的最大限制是成本。他说，为了与目前的化石燃料电力系统竞争，“它必须建造成本低、维护成本低、维护时间长且维护成本低，并储存大量能源。”
因此，Sadoway 和他的团队，包括研究生 David Bradwell，正在设计的新型液体电池使用低成本、丰富的材料。基本原理是在容器内放置三层液体：两种不同的金属合金和一层盐。这三种材料的选择是为了使它们具有不同的密度，从而使它们能够自然地分成三个不同的层，中间的盐将两个金属层分开——就像具有不同层的新奇饮料一样。
能量储存在液态金属中，它们想要相互反应，但只能通过将离子（其中一种金属的带电原子）转移到电解质中来实现，这会导致电流流出电池。当电池充电时，一些离子会通过绝缘盐层迁移到其中一个端子处。然后，当电池的电量耗尽时，这些离子会通过盐迁移回来并在相反的端子处收集。
整个设备保持在 700 摄氏度左右的高温下，以使各层保持熔融状态。在实验室中测试的小型设备中，维持这个温度需要外部加热器，但 Sadoway 说，在全尺寸版本中，注入或流出电池的电流将足以维持该温度，而无需任何外部热源。
Sadoway 说，虽然以前的一些电池技术使用了一种液态金属组件，但这是全液态电池系统的第一个设计。“电池中的固体组件是减速带。当您需要超高电流时，您不需要任何固体。”
铝材的灵感
这个想法的最初灵感来自对一种非常不同的技术的思考，Sadoway 说：电能的最大用户之一，铝冶炼厂。Sadoway 意识到这是少数几个现有的系统示例之一，该系统可以在持续数年的时间内维持极高水平的电流。“这是一个在高温和数十万安培电流下运行的电化学过程，”他说。从某种意义上说，新概念就像一个铝厂逆向运行，产生动力而不是消耗电能。
Chung 说，从风险投资家的角度来看，这项研究之所以特别有趣，有几个原因。它不仅有可能显着降低大规模蓄电的成本和增加循环寿命[可以充电和放电的次数]，而且还表明通常与早期研究项目相关的风险可能会更低，因为该系统借鉴了几十年的铝生产设施设计和运营经验。“这让我们更加相信围绕成本、可扩展性和安全性的一些目标是有价值的，”他说。
该团队现在正在测试三层材料的确切成分以及整个设备的设计的许多不同变化。Sadoway 说，得益于 Deshpande 中心和 Chesonis 家庭基金会的初始资助，他和他的团队能够将这一概念发展到在实验室规模上展示原理证明的地步。反过来，这使得获得大笔赠款以进一步开发该技术成为可能。
麻省理工学院能源计划主任欧内斯特·莫尼兹说：“这是一个从基础科学发展到试点规模的工作示例，现在正在扩大规模，以对世界产生真正的变革性影响。”
Sadoway 说，实验室测试提供了“某种程度的信心”。但是需要更多的测试来“证明这个想法可以以具有竞争力的成本扩展到工业规模。” 但是，尽管他非常有信心这一切都会奏效，但仍有很多未知数，他说，包括如何设计和建造必要的容器、电气控制系统和连接。
“我们谈论的是前所未有的尺寸电池，”他说。他们开发的系统必须包括一切，包括前所未有的规模的控制系统和充电器电子设备。
对于 Sadoway 来说，尽管面临艰巨的挑战，该项目还是值得追求的，因为潜在的影响是如此之大。“我这样做不是因为我想要另一份期刊出版物，”Sadoway 说。“这是为了有所作为……这是一个发明解决能源问题的方法的机会。”
到目前为止，这些解决方案往往过于昂贵，仅限于某些领域，或者难以充分扩展以满足需求。许多研究人员都在努力克服这些限制，但麻省理工学院教授唐纳德·萨多韦提出了一种创新方法，引起了极大的兴趣 - 并获得了一些重大资金。
这个想法是制造一种全新的电池，其关键部件将保持在高温下，以便它们完全保持液态。目前在 Sadoway 的实验室中测试的实验设备以一种以前从未在电池中尝试过的方式工作。
本月，新成立的联邦机构 ARPA-E（高级研究计划署，能源）宣布了 3,600 份申请中的首批 37 份能源研究拨款，而 Sadoway 开发公用事业规模电池的项目获得了最大的一笔款项。 - 五年内近 700 万美元。在 ARPA-E 宣布后的几天内，世界第五大石油公司法国道达尔宣布与麻省理工学院建立 400 万美元、为期五年的合资企业，以开发相同技术的小规模版本，适用于在个人住宅或其他建筑物中使用。
由于该技术正在申请专利并且可能导致非常大规模的商业化，Sadoway 不会讨论所使用材料的细节。但 Sadoway 和 ARPA-E 都表示，这种电池基于低成本的国内可用液态金属，有可能打破作为国家能源网一部分的大规模储能的成本障碍。在宣布资助 Sadoway 的工作时，ARPA-E 表示，电池技术“可以彻底改变电网使用和生产电力的方式，使美国的风能和太阳能资源能够全天候供电，提高电网的稳定性，并让停电成为过去。”
加州门洛帕克 Lightspeed Venture Partners 的负责人 Andrew Chung 目前在 Sadoway 的项目中没有股权，他说“电网规模存储是一个在未来十年左右将爆炸式增长的领域，”并且是他的公司正在密切关注的一个。他说，Sadoway 正在开发的液体电池概念“是解决问题的一种令人兴奋的方法”。
大就是美
Sadoway 说，大多数电池研究旨在改善便携式或移动系统（如手机、计算机和汽车）的存储。对此类系统的要求，包括极轻的重量和高安全性，与电网规模、固定位置的电池系统的需求截然不同。“我所做的是完全忽略了用于便携式电源的传统技术，”他说。对固定系统的不同要求“开辟了全新的可能性范围”。
一个大型的、公用事业拥有的系统“不一定要防撞；它不必是“防白痴”的，因为它不会掌握在消费者手中。” 尽管消费者愿意为高价值便携式设备中使用的小型电池支付高昂的价格，但公用事业规模系统的最大限制是成本。他说，为了与目前的化石燃料电力系统竞争，“它必须建造成本低、维护成本低、维护时间长且维护成本低，并储存大量能源。”
因此，Sadoway 和他的团队，包括研究生 David Bradwell，正在设计的新型液体电池使用低成本、丰富的材料。基本原理是在容器内放置三层液体：两种不同的金属合金和一层盐。这三种材料的选择是为了使它们具有不同的密度，从而使它们能够自然地分成三个不同的层，中间的盐将两个金属层分开——就像具有不同层的新奇饮料一样。
能量储存在液态金属中，它们想要相互反应，但只能通过将离子（其中一种金属的带电原子）转移到电解质中来实现，这会导致电流流出电池。当电池充电时，一些离子会通过绝缘盐层迁移到其中一个端子处。然后，当电池的电量耗尽时，这些离子会通过盐迁移回来并在相反的端子处收集。
整个设备保持在 700 摄氏度左右的高温下，以使各层保持熔融状态。在实验室中测试的小型设备中，维持这个温度需要外部加热器，但 Sadoway 说，在全尺寸版本中，注入或流出电池的电流将足以维持该温度，而无需任何外部热源。
Sadoway 说，虽然以前的一些电池技术使用了一种液态金属组件，但这是全液态电池系统的第一个设计。“电池中的固体组件是减速带。当您需要超高电流时，您不需要任何固体。”
铝材的灵感
这个想法的最初灵感来自对一种非常不同的技术的思考，Sadoway 说：电能的最大用户之一，铝冶炼厂。Sadoway 意识到这是少数几个现有的系统示例之一，该系统可以在持续数年的时间内维持极高水平的电流。“这是一个在高温和数十万安培电流下运行的电化学过程，”他说。从某种意义上说，新概念就像一个铝厂逆向运行，产生动力而不是消耗电能。
Chung 说，从风险投资家的角度来看，这项研究之所以特别有趣，有几个原因。它不仅有可能显着降低大规模蓄电的成本和增加循环寿命[可以充电和放电的次数]，而且还表明通常与早期研究项目相关的风险可能会更低，因为该系统借鉴了几十年的铝生产设施设计和运营经验。“这让我们更加相信围绕成本、可扩展性和安全性的一些目标是有价值的，”他说。
该团队现在正在测试三层材料的确切成分以及整个设备的设计的许多不同变化。Sadoway 说，得益于 Deshpande 中心和 Chesonis 家庭基金会的初始资助，他和他的团队能够将这一概念发展到在实验室规模上展示原理证明的地步。反过来，这使得获得大笔赠款以进一步开发该技术成为可能。
麻省理工学院能源计划主任欧内斯特·莫尼兹说：“这是一个从基础科学发展到试点规模的工作示例，现在正在扩大规模，以对世界产生真正的变革性影响。”
Sadoway 说，实验室测试提供了“某种程度的信心”。但是需要更多的测试来“证明这个想法可以以具有竞争力的成本扩展到工业规模。” 但是，尽管他非常有信心这一切都会奏效，但仍有很多未知数，他说，包括如何设计和建造必要的容器、电气控制系统和连接。
“我们谈论的是前所未有的尺寸电池，”他说。他们开发的系统必须包括一切，包括前所未有的规模的控制系统和充电器电子设备。
对于 Sadoway 来说，尽管面临艰巨的挑战，该项目还是值得追求的，因为潜在的影响是如此之大。“我这样做不是因为我想要另一份期刊出版物，”Sadoway 说。“这是为了有所作为……这是一个发明解决能源问题的方法的机会。”