導(dǎo)讀:一個國際研究小組聲稱,基于釩或溴化鋅的電池代表了氧化還原流存儲技術(shù)的前沿。他們已經(jīng)確定了大約十幾種氧化還原流存儲技術(shù)的挑戰(zhàn)和機遇,同時提供了其當(dāng)前和預(yù)計的儲能成本的估計。
來自西班牙布爾戈斯大學(xué)、意大利帕多瓦大學(xué)、芬蘭阿爾托大學(xué)、捷克西波西米亞比爾森大學(xué)以及巴斯克研究與技術(shù)聯(lián)盟(BRTA)的研究人員對所有氧化還原流電池(RFB)和混合型RFP技術(shù)進行了全面分析。他們認為這些技術(shù)在固定儲能應(yīng)用中是很有希望的鋰離子技術(shù)的替代品。
研究人員表示氧化還原流儲能與其他儲能技術(shù)相比,具有靈活的模塊化設(shè)計/操作、可擴展性、適度的維護成本、長壽命循環(huán)、高往返效率(RTE)、放電深度(DoD)、快速響應(yīng)性和可忽略的環(huán)境影響等優(yōu)勢。這些積極因素大多與該技術(shù)獨特的能量和功率解耦能力有關(guān)。
該小組說:“與其他技術(shù)(如鋰離子電池)相比,功率和能量密度的限制通常被更具成本效益的可擴展性所克服。”
研究人員稱釩氧化還原流電池(VRFBs)和鋅溴氧化還原流電池(ZBFBs)——最具代表性的混合流電池種類——才是真正的技術(shù)狀態(tài)。然而,使它們獲得商業(yè)成功和適用性的道路仍然任重道遠,他們補充道。
釩電池的主要障礙是釩的可得性低和成本高,以及需要一個雙向直流/交流逆變器來連接電網(wǎng)。然而最近在電解質(zhì)成分、膜和電極方面已經(jīng)取得了進展,并且在效率、功率和電流密度方面也有改進。
研究人員表示,這些技術(shù)的另一大優(yōu)勢是能夠立即響應(yīng)電網(wǎng)的浪涌電力需求,應(yīng)對下垂補償和頻率調(diào)節(jié)等電能質(zhì)量電網(wǎng)服務(wù)。
科學(xué)家說:“目前的研究目標是能夠提高活性材料濃度和能量密度的電解質(zhì),具有更高的質(zhì)子電導(dǎo)率和更低的離子交叉的膜,能夠更好的水力性能的多孔電極。然而主要問題仍然存在。能量密度的低值使得VRFB系統(tǒng)比同等的鋰離子系統(tǒng)笨重得多。”
ZBFBs是電流密度相當(dāng)?shù)偷钠骷?,但由于電解質(zhì)不受老化影響,因此沒有循環(huán)壽命限制。
研究人員還研究了替代的水性無機純流電池,如釩氧氧化還原流電池(VORFBs)、釩溴氧化還原流電池(VBFBs)、氫溴流電池(HBFBs)、聚氧金屬酸鹽基氧化還原流電池(POMs-RFBs)和水性有機氧化還原流電池(AORFBs)。此外,他們還分析了電解質(zhì)和膜的不同材料。他們介紹了半固體流電池(SSFBs)和固體靶向/介導(dǎo)/助推流電池(SMFBs)的情況。
他們還研究了混合流動/非流動裝置,如基于金屬溶液的氧化還原對流電池,以及基于鋅、鐵、銅或金屬空氣的氧化還原流動儲能系統(tǒng)。
研究人員表示:“針對低成本RFB的研究和開發(fā)不僅應(yīng)著重于經(jīng)濟的材料,而且還應(yīng)著重于優(yōu)化的系統(tǒng)性能,主要是在能量密度和功率密度方面,同時還要保持高效率。根據(jù)RFB的長壽命和大規(guī)模應(yīng)用(用于固定式能量儲能目標),所用材料的穩(wěn)定性和安全性對于確保可持續(xù)性和確保最終成功至關(guān)重要。”
原標題:歐洲大學(xué)聯(lián)合研發(fā)最佳氧化還原流電池技術(shù) 致力于開拓儲能技術(shù)最前沿