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技術(shù)新突破液流電池能量密度大幅提升

據(jù)中國科學(xué)報，長沙理工大學(xué)教授賈傳坤和丁美，基于團隊首創(chuàng)的中性鐵硫液流電池體系，聯(lián)合新加坡國立大學(xué)教授王慶，利用氧化還原靶向反應(yīng)的機理，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)表在國際知名期刊《ChemSusChem》上。

該研究團隊基于異離子效應(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)，在正極儲液罐中引入普魯士藍作為固體儲能材料，利用氧化還原靶向反應(yīng)，進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)出超長的循環(huán)壽命，7000次(4500h)循環(huán)后，由于固體儲能物質(zhì)持續(xù)釋放容量，電池的容量保持率達到181.8%。

賈傳坤表示，這個過程好比在傳統(tǒng)液流電池儲液罐里加了固體，實現(xiàn)了電池能量密度大幅度提升。該研究設(shè)計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)模儲能領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。

液流電池產(chǎn)業(yè)化窗口開啟

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能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)線，成功開發(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)品完成測試，正建設(shè)100兆瓦中性鐵硫液流電池生產(chǎn)線，預(yù)計2024年建成投產(chǎn)。

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

長時儲能需求爆發(fā)的刺激下，液流儲能自帶的“安全性”和方便擴容帶來的“經(jīng)濟性”優(yōu)勢，相較于鋰電池開始凸顯。另一方面，隨著新能源裝機占比進一步提升，巨大調(diào)峰需求下，相關(guān)政策對長時儲能的要求也將不斷延伸，意味著液流電將迎來巨大發(fā)展機遇。

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，在長時儲能需求不斷釋放的今天，它們已離產(chǎn)業(yè)化不再遙遠。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅今年3月至6月，國內(nèi)在建及規(guī)劃液流電池產(chǎn)線便超過9條，產(chǎn)能規(guī)劃合計超過8.2GW，潛在年產(chǎn)值超過700億元。

原標(biāo)題：液流電池引入普魯士藍作為固體儲能材料能量密度大幅提升！