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技術(shù)新突破液流電池能量密度大幅提升

據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)，長(zhǎng)沙理工大學(xué)教授賈傳坤和丁美，基于團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的中性鐵硫液流電池體系，聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)教授王慶，利用氧化還原靶向反應(yīng)的機(jī)理，構(gòu)建了新一代高能量密度中性鐵硫固液相液流電池系統(tǒng)。近日，該研究成果發(fā)表在國(guó)際知名期刊《ChemSusChem》上。

該研究團(tuán)隊(duì)基于異離子效應(yīng)原理，將亞鐵氰化鉀和亞鐵氰化鈉混合物作為正極活性物質(zhì)，在正極儲(chǔ)液罐中引入普魯士藍(lán)作為固體儲(chǔ)能材料，利用氧化還原靶向反應(yīng)，進(jìn)一步將正極活性物質(zhì)的理論濃度增加，該側(cè)在中性鐵硫液流電池體系中理論能量密度高達(dá)260 Wh L-1。

研究發(fā)現(xiàn)，基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池表現(xiàn)出超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，7000次(4500h)循環(huán)后，由于固體儲(chǔ)能物質(zhì)持續(xù)釋放容量，電池的容量保持率達(dá)到181.8%。

賈傳坤表示，這個(gè)過(guò)程好比在傳統(tǒng)液流電池儲(chǔ)液罐里加了固體，實(shí)現(xiàn)了電池能量密度大幅度提升。該研究設(shè)計(jì)的基于氧化還原靶向反應(yīng)的中性鐵硫液流電池具有較低的電解液成本，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。

液流電池產(chǎn)業(yè)化窗口開(kāi)啟

據(jù)悉，上述研究成果目前已完成產(chǎn)業(yè)化落地，建成完善的液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)線，成功開(kāi)發(fā)出多種液流電池堆導(dǎo)液框結(jié)構(gòu)，5千瓦、10千瓦和20千瓦中性鐵硫液流電池堆產(chǎn)品完成測(cè)試，正建設(shè)100兆瓦中性鐵硫液流電池生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2024年建成投產(chǎn)。

2023年4月，中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布了《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》。白皮書內(nèi)容顯示，從2000年到2022年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)市場(chǎng)中，液流電池路線占整個(gè)新型市場(chǎng)儲(chǔ)能的比重僅為1.2%，鋰離子電池占比則高達(dá)94%。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求爆發(fā)的刺激下，液流儲(chǔ)能自帶的“安全性”和方便擴(kuò)容帶來(lái)的“經(jīng)濟(jì)性”優(yōu)勢(shì)，相較于鋰電池開(kāi)始凸顯。另一方面，隨著新能源裝機(jī)占比進(jìn)一步提升，巨大調(diào)峰需求下，相關(guān)政策對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的要求也將不斷延伸，意味著液流電將迎來(lái)巨大發(fā)展機(jī)遇。

歷經(jīng)十余年的發(fā)展，液流電池終于站在了產(chǎn)業(yè)化的窗口前，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求不斷釋放的今天，它們已離產(chǎn)業(yè)化不再遙遠(yuǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅今年3月至6月，國(guó)內(nèi)在建及規(guī)劃液流電池產(chǎn)線便超過(guò)9條，產(chǎn)能規(guī)劃合計(jì)超過(guò)8.2GW，潛在年產(chǎn)值超過(guò)700億元。

原標(biāo)題：液流電池引入普魯士藍(lán)作為固體儲(chǔ)能材料能量密度大幅提升！