編者按:近日,美國能源部表示,美國研究開發(fā)出離子交換膜材料的技術(shù),該項技術(shù)可以大幅降低液流電池成本!
據(jù)外媒報道,美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員日前宣布,已經(jīng)成功開發(fā)一種可以大幅降低液流電池成本的離子交換膜。這種名為AquaPIM材料是一種具有離子選擇性和內(nèi)在微孔的水相容的聚合物,并具有可調(diào)的厚度和高電導(dǎo)率。
研究人員表示,這種離子交換膜可以大幅降低液流電池的生產(chǎn)成本,并將加速可再生能源發(fā)電設(shè)施與電網(wǎng)整合。
在研究人員發(fā)表的一篇名為《無交叉含水電化學(xué)裝置的內(nèi)在微孔性聚合物膜的設(shè)計規(guī)則》論文中,表明這種離子交換膜可以取代價格高昂的氟化聚合物材料。通常離子交換膜的成本占液流電池成本的15%~20%。
研究人員指出,這種離子交換膜性能更好,價格也低于其他離子交換膜。
研究人員采用酰胺肟作為改性劑對這種離子膜進(jìn)行了改性,酰胺肟作為螯合樹脂在醫(yī)藥工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。螯合樹脂是與金屬離子反應(yīng)形成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物的一種化合物。研究人員聲稱,在離子交換膜中使用酰胺肟,可以使離子在陽極和陰極之間快速移動。
其設(shè)計規(guī)則適用于目前正在研究的氧化還原液流電池、混合氧化還原液流電池、靶向氧化還原液的電池。研究人員在論文中指出,“我們開展的研究將會加快對持久性、兆瓦級氧化還原流和其他低成本電網(wǎng)電池所需電池離子交換膜的開發(fā),而這些液流電池可以使用10~20年的時間。”
由于在液流電池電解液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電極在充電和放電反應(yīng)期間不會發(fā)生變化。因此與鋰離子電池不同的是,液流電池的電解質(zhì)不會降解。
液流電池最具前途的應(yīng)用是用在電網(wǎng)中的兆瓦級儲能設(shè)備。采用液流電池的長時儲能系統(tǒng)有利于調(diào)峰和電網(wǎng)服務(wù),或者有助于中小型工廠管理電力需求。然而,液流電池也有一些缺點(diǎn),例如電解質(zhì)能量密度相對較低,將會降低能量轉(zhuǎn)換過程的效率,并且不便于運(yùn)輸,與鋰離子電池儲能系統(tǒng)相比需要更多的部署空間等。
原標(biāo)題:大幅降低液流電池成本!美國研究開發(fā)出離子交換膜材料