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  • 儲能界的新選擇!高性能、低成本的液流電池性能不斷提高

    能源是國民經濟可持續發展和國家安全的重要基礎。而儲能技術是推動世界能源清潔化、電氣化和高效化,破解能源資源和環境約束,實現全球能源轉型升級的核心技術之一。隨著“碳中和、碳達峰”的提出,新能源儲能技術已經越來越被重視。

    我們所常見并常用的風能、太陽能等可再生能源發電卻有著不穩定、不可控的特性,可再生能源大規模并入電網甚至可能會給電網的安全穩定運行帶來嚴重的沖擊。而大規模儲能技術是解決可再生能源發電不連續、不穩定特征的關鍵瓶頸技術。在眾多儲能電池中,液流電池是一種越來越受到人們關注的新型儲能系統,被廣泛研究認為是現階段發展前景最大的儲能技術之一。

    液流電池是一種電化學儲能技術,同樣也是一種新能源產品,具有容量高、使用領域廣、循環使用壽命長等特點。液流電池主要由電堆和兩個電解液儲罐構成,其通過兩個循環動力泵將正、負極電解液通過管道泵入液流電池堆棧中并持續發生電化學反應,并通過將化學能與電能進行相互轉換作用來完成電能的儲存和釋放。

    液流電池的儲能容量大小則主要取決于電解液的體積和濃度,其規模大小設計也十分靈活多變,比如通過增加電池堆棧中單元電池的反應面積和數量就能夠實現電池輸出功率的提升,或是只需擴大電解液的儲存體積和適當提高電解液配比,從而可以實現儲能系統的儲能容量提升。

    并且由于液流電池的化學反應基本都發生在水溶液當中,所以液流電池不存在像是爆炸或發生火災的安全隱患危險,有著相當高的使用安全性;而且其電化學極化反應相對較小,所以可以進行深度的充放電工作,循環次數多使得電池壽命更長。

    近年來,低成本、高能量密度的液流電池越來越受到關注,一方面彌補了傳統全釩液流電池的短板,另一方面也有利于推動液流電池在5G、人工智能等特殊場景的應用。同時,液流電池在產業化方面已經起步,目前在新能源加液流電池儲能、城市儲能電站和儲能調頻等場景均實現了應用。

    中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部李先鋒研究員團隊通過連續卷對卷式制膜工藝,大面積批量制備出非氟陽離子交換膜材料,并實現了其在堿性體系液流電池中的應用。這項研究有望提高新一代液流電池性能,加速其從實驗室走向規模應用,并對降低新一代液流電池儲能技術成本、推進液流電池儲能技術實用化進程具有積極的促進作用。

    儲能行業目前正處于一個前所未有的機遇與挑戰并存的關鍵時期,并且作為全球能源改革的重要支撐技術,目前已經成為各國能源可持續發展的重要戰略。并且,在往后不斷對液流電池儲能技術問題的解決,液流電池甚至有可能能夠取締鋰離子電池。儲能行業的未來發展值得我們期待。

    (資料參考來源:科技日報、全球能源信息平臺、百科、知網等)

    關鍵詞: 可再生能源 可持續發展

    來源:化工儀器網
    編輯:GY653

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