近日，北京低碳清潔能源研究院與清華大學(xué)化工系合作研發(fā)出全液體有機液流儲能電池。該研究成果在提高有機液流儲能電池能量密度方面實(shí)現了突破，其高能量密度及高反應活性的優(yōu)勢，使其在大規模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。研究成果發(fā)表于2月11日美國化學(xué)會(huì )學(xué)術(shù)期刊ACS Applied Energy Materials，并作為雜志封面重點(diǎn)報道。
近年來(lái)，隨著(zhù)儲能系統的廣泛應用，儲能電池技術(shù)也在相應發(fā)展，記者了解到，目前可實(shí)現規模化儲能的電池系統呈現多元化趨勢，常見(jiàn)儲能系統包括鋰電池、固態(tài)電池與全釩液流電池等。其中，液流電池以其更高的安全性，在與傳統鋰電池的競爭中脫穎而出。液流電池的電解液在工作狀態(tài)下是處于不斷循環(huán)中，因此不會(huì )在電池局部集聚熱量導致過(guò)熱，安全性得到了大大提升。但以水溶液為電解液的液流電池則面臨著(zhù)能量密度偏低的問(wèn)題，其儲能系統的體積往往較大，實(shí)際應用相應受到了限制。在此背景下，有機液流電池則克服了這兩個(gè)問(wèn)題。
據介紹，該液流電池開(kāi)路電壓明顯高于傳統液流電池。同時(shí)，該液流電池的理論能量密度達到223 瓦小時(shí)/升，是傳統液流電池理論能量密度（50 瓦小時(shí)/升）的4倍以上。實(shí)驗表明，該活性液流電池兩極的活性物質(zhì)具備優(yōu)良的電化學(xué)性能和較好的循環(huán)穩定性，電流效率達到95%，能量效率達到70%。該論文的第一作者、北京低碳清潔能源研究院新能源研究技術(shù)中心博士后邢學(xué)奇表示，這一液流電池的正負極原料都是有機化合物，不僅擺脫了傳統電解液中金屬元素儲量低的限制，制備工藝也相對簡(jiǎn)單，可以實(shí)現規模化生產(chǎn)。“該有機液流電池的開(kāi)路電壓和能量密度均顯著(zhù)高于傳統的全釩體系，可以在有限的空間內儲存更多的能量，除可以應用于傳統的固定式儲能，未來(lái)有望應用于移動(dòng)式儲能和電動(dòng)車(chē)。”邢學(xué)奇說(shuō)。
值得一提的是，該有機液流電池的隔膜，電極和電解液均可以實(shí)現回收利用，不存在傳統電解液報廢后重金屬污染的問(wèn)題。邢學(xué)奇表示：“該有機液流電池電解液中的有機溶劑可以先通過(guò)減壓蒸餾分離，純化后繼續重復使用，剩余的電解質(zhì)可以進(jìn)一步進(jìn)行固液分離操作，將固體的支持電解質(zhì)和液體的活性組分分離，然后經(jīng)過(guò)提純工藝后可以重復使用。”
另?yè)擁椖控撠熑藙c華博士介紹，經(jīng)過(guò)三年的努力，由低碳院主導的高功率密度全釩液流電池已經(jīng)完成實(shí)驗室小試開(kāi)發(fā)和初步中試，正在準備進(jìn)一步的中試和技術(shù)示范工作，主要應用場(chǎng)景包括用戶(hù)側儲能、離網(wǎng)供電和削峰填谷等，具體項目將在2020年啟動(dòng)。
來(lái)源：中國能源報
