大連化物所高能量密度低成本液流電池新體系研究獲進展

    近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲能技術(shù)研究部研究員張華民、李先鋒領(lǐng)導(dǎo)的團隊，在液流電池新體系方面取得進展，開發(fā)出新一代高能量密度低成本中性液流鋅鐵液流電池體系，研究成果在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

    大規(guī)模儲能技術(shù)是實現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的關(guān)鍵核心技術(shù)，液流電池由于具有安全性高、儲能規(guī)模大、效率高、壽命長等特點，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。全釩液流電池是目前發(fā)展最為成熟的液流電池技術(shù)之一，現(xiàn)處于產(chǎn)業(yè)化示范階段。但該電池仍存在能量密度較低，成本較高的問題。為此，研究團隊選擇成本較低的FeCl2和ZnBr2作為活性物質(zhì)，構(gòu)建了中性液流電池體系。采用絡(luò)合技術(shù)解決了中性條件下鐵的水解問題，利用多孔離子傳導(dǎo)膜替代傳統(tǒng)離子交換膜解決了由于鐵離子污染導(dǎo)致膜內(nèi)阻升高的問題，提高了中性介質(zhì)中離子在膜中的傳導(dǎo)性，提高了中性鋅鐵液流電池的性能和穩(wěn)定性。該電池在40mA/cm2工作電流密度條件下，能量效率超過86%，連續(xù)運行超過100次循環(huán)性能無明顯衰減。該體系活性物質(zhì)濃度可達2M，其體積能量密度可達56Wh/L。更重要的是，與其他液流電池體系相比，該體系具有更低的成本（<400RMB/kWh），表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。該工作對于新一代液流電池的研究開發(fā)，具有重要的指導(dǎo)意義。

    研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、中科院前沿重點項目、中組部青年萬人計劃“青年拔尖人才”以及教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的資助。