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儲(chǔ)能界的新選擇！高性能、低成本的液流電池性能不斷提高
2022-05-09 14:41:26化工儀器網(wǎng)閱讀量：1031 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 新品動(dòng)態(tài)】能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)。而儲(chǔ)能技術(shù)是推動(dòng)世界能源清潔化、電氣化和高效化，破解能源資源和環(huán)境約束，實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心技術(shù)之一。隨著“碳中和、碳達(dá)峰”的提出，新能源儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)越來越被重視。
我們所常見并常用的風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電卻有著不穩(wěn)定、不可控的特性，可再生能源大規(guī)模并入電網(wǎng)甚至可能會(huì)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重的沖擊。而大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是解決可再生能源發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定特征的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。在眾多儲(chǔ)能電池中，液流電池是一種越來越受到人們關(guān)注的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)，被廣泛研究認(rèn)為是現(xiàn)階段發(fā)展前景最大的儲(chǔ)能技術(shù)之一。
液流電池是一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，同樣也是一種新能源產(chǎn)品，具有容量高、使用領(lǐng)域廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。液流電池主要由電堆和兩個(gè)電解液儲(chǔ)罐構(gòu)成，其通過兩個(gè)循環(huán)動(dòng)力泵將正、負(fù)極電解液通過管道泵入液流電池堆棧中并持續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并通過將化學(xué)能與電能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換作用來完成電能的儲(chǔ)存和釋放。
液流電池的儲(chǔ)能容量大小則主要取決于電解液的體積和濃度，其規(guī)模大小設(shè)計(jì)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(yīng)面積和數(shù)量就能夠?qū)崿F(xiàn)電池輸出功率的提升，或是只需擴(kuò)大電解液的儲(chǔ)存體積和適當(dāng)提高電解液配比，從而可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量提升。
并且由于液流電池的化學(xué)反應(yīng)基本都發(fā)生在水溶液當(dāng)中，所以液流電池不存在像是爆炸或發(fā)生火災(zāi)的安全隱患危險(xiǎn)，有著相當(dāng)高的使用安全性；而且其電化學(xué)極化反應(yīng)相對(duì)較小，所以可以進(jìn)行深度的充放電工作，循環(huán)次數(shù)多使得電池壽命更長(zhǎng)。
近年來，低成本、高能量密度的液流電池越來越受到關(guān)注，一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)全釩液流電池的短板，另一方面也有利于推動(dòng)液流電池在5G、人工智能等特殊場(chǎng)景的應(yīng)用。同時(shí)，液流電池在產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)起步，目前在新能源加液流電池儲(chǔ)能、城市儲(chǔ)能電站和儲(chǔ)能調(diào)頻等場(chǎng)景均實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)通過連續(xù)卷對(duì)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(shí)現(xiàn)了其在堿性體系液流電池中的應(yīng)用。這項(xiàng)研究有望提高新一代液流電池性能，加速其從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)模應(yīng)用，并對(duì)降低新一代液流電池儲(chǔ)能技術(shù)成本、推進(jìn)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)用化進(jìn)程具有積極的促進(jìn)作用。
儲(chǔ)能行業(yè)目前正處于一個(gè)前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵時(shí)期，并且作為全球能源改革的重要支撐技術(shù)，目前已經(jīng)成為各國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。并且，在往后不斷對(duì)液流電池儲(chǔ)能技術(shù)問題的解決，液流電池甚至有可能能夠取締鋰離子電池。儲(chǔ)能行業(yè)的未來發(fā)展值得我們期待。
(資料參考來源：科技日?qǐng)?bào)、全球能源信息平臺(tái)、百科、知網(wǎng)等)
原標(biāo)題：儲(chǔ)能界的新選擇！高性能、低成本的液流電池性能不斷提高
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