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有機(jī)液流儲能電池能量密度獲突破 具體應(yīng)用項目將于2020年啟動
日期:2019-03-06   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:wangke_jq 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按: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(jī)液流儲能電池。該研究成果在提高有機(jī)液流儲能電池能量密度方面實現(xiàn)了突破,其高能量密度及高反應(yīng)活性的優(yōu)勢,使其在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。正在準(zhǔn)備進(jìn)一步的中試和技術(shù)示范工作,主要應(yīng)用場景包括用戶側(cè)儲能、離網(wǎng)供電和削峰填谷等,具體項目將在2020年啟動。

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(jī)液流儲能電池。該研究成果在提高有機(jī)液流儲能電池能量密度方面實現(xiàn)了突破,其高能量密度及高反應(yīng)活性的優(yōu)勢,使其在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究成果發(fā)表于2月11日美國化學(xué)會學(xué)術(shù)期刊ACSAppliedEnergyMaterials,并作為雜志封面重點報道。


近年來,隨著儲能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,儲能電池技術(shù)也在相應(yīng)發(fā)展,記者了解到,目前可實現(xiàn)規(guī)?;瘍δ艿碾姵叵到y(tǒng)呈現(xiàn)多元化趨勢,常見儲能系統(tǒng)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(tǒng)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,因此不會在電池局部集聚熱量導(dǎo)致過熱,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能量密度偏低的問題,其儲能系統(tǒng)的體積往往較大,實際應(yīng)用相應(yīng)受到了限制。在此背景下,有機(jī)液流電池則克服了這兩個問題。

據(jù)介紹,該液流電池開路電壓明顯高于傳統(tǒng)液流電池。同時,該液流電池的理論能量密度達(dá)到223瓦小時/升,是傳統(tǒng)液流電池理論能量密度(50瓦小時/升)的4倍以上。實驗表明,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(wěn)定性,電流效率達(dá)到95%,能量效率達(dá)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(fù)極原料都是有機(jī)化合物,不僅擺脫了傳統(tǒng)電解液中金屬元素儲量低的限制,制備工藝也相對簡單,可以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。“該有機(jī)液流電池的開路電壓和能量密度均顯著高于傳統(tǒng)的全釩體系,可以在有限的空間內(nèi)儲存更多的能量,除可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的固定式儲能,未來有望應(yīng)用于移動式儲能和電動車。”邢學(xué)奇說。

值得一提的是,該有機(jī)液流電池的隔膜,電極和電解液均可以實現(xiàn)回收利用,不存在傳統(tǒng)電解液報廢后 的問題。邢學(xué)奇表示:“該有機(jī)液流電池電解液中的有機(jī)溶劑可以先通過減壓蒸餾分離,純化后繼續(xù)重復(fù)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)過提純工藝后可以重復(fù)使用。”

另據(jù)該項目負(fù)責(zé)人劉慶華博士介紹,經(jīng)過三年的努力,由低碳院主導(dǎo)的高功率密度全釩液流電池已經(jīng)完成實驗室小試開發(fā)和初步中試,正在準(zhǔn)備進(jìn)一步的中試和技術(shù)示范工作,主要應(yīng)用場景包括用戶側(cè)儲能、離網(wǎng)供電和削峰填谷等,具體項目將在2020年啟動。

原標(biāo)題:有機(jī)液流儲能電池能量密度獲突破 具體應(yīng)用項目將于2020年啟動
 
 
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來源:中國能源報
 
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