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高能量密度有机液流电池获突破

《 中国计划报 》( 2019年03月04日?? 第 19 版)


  本报讯 记者李丽旻报道:近日,北京低碳清洁计划研究院与清华大学化工系相助研发出全液体有机液流储能电池。该研究结果在提高有机液流储能电池能量密度方面实现了突破,其高能量密度及高反映活性的优势,使其在大规模储能领域具有辽阔的应用前景。研究结果发表于2月11日美国化学会学术期刊ACS Applied Energy Materials,并作为杂志封面重点报道。

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  近年来,随着储能系统的广泛应用,储能电池技术也在相应生长,记者了解到,目前可实现规模化储能的电池系统泛起多元化趋势,常见储能系统包罗锂电池、固态电池与全钒液流电池等。其中,液流电池以其更高的宁静性,在与传统锂电池的竞争中脱颖而出。液流电池的电解液在事情状态下是处于不停循环中,因此不会在电池局部集聚热量导致过热,宁静性获得了大大提升。但以水溶液为电解液的液流电池则面临着能量密度偏低的问题,其储能系统的体积往往较大,实际应用相应受到了限制。在此配景下,有机液流电池则克服了这两个问题。

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  据介绍,该液流电池开路电压明显高于传统液流电池。同时,该液流电池的理论能量密度到达223 瓦小时/升,是传统液流电池理论能量密度(50 瓦小时/升)的4倍以上。实验讲明,该活性液流电池两极的活性物质具备优良的电化学性能和较好的循环稳定性,电流效率到达95%,能量效率到达70%。该论文的第一作者、北京低碳清洁计划研究院新计划研究技术中心博士后邢学奇体现,这一液流电池的正负极原料都是有机化合物,不仅挣脱了传统电解液中金属元素储量低的限制,制备工艺也相对简朴,可以实现规模化生产。“该有机液流电池的开路电压和能量密度均显著高于传统的全钒体系,可以在有限的空间内储存更多的能量,除可以应用于传统的牢固式储能,未来有望应用于移动式储能和电动车。”邢学奇说。

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  值得一提的是,该有机液流电池的隔膜,电极和电解液均可以实现接纳利用,不存在传统电解液报废后重金属污染的问题。邢学奇体现:“该有机液流电池电解液中的有机溶剂可以先通过减压蒸馏疏散,纯化后继续重复使用,剩余的电解质可以进一步进行固液疏散操作,将固体的支持电解质和液体的活性组分疏散,然后经过提纯工艺后可以重复使用。”

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  另据该项目卖力人刘庆华博士介绍,经过三年的努力,由低碳院主导的高功率密度全钒液流电池已经完成实验室小试开发和开端中试,正在准备进一步的中试和技术示范事情,主要应用场景包罗用户侧储能、离网供电和削峰填谷等,具体项目将在2020年启动。


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