层叠9V液流电池使用吗失效后,流液吗

原标题:学术干货|液流液流电池使用吗原理、优点及应用

随着人类对能源需求的与日俱增以水能、风能、太阳能等为代表的可再生能源取得了极大的发展。但由于可再苼能源发电具有不连续、不稳定、不可控等特性其规模化发展必须有先进的储能技术作为必要的支撑。因此储能技术和产业日益受到高度重视,各种新型电化学储能液流电池使用吗技术的研究开发不断取得进展作为新一代储能技术,液流液流电池使用吗技术得到了飞速发展特别是全钒液流液流电池使用吗技术,因其具有寿命长、规模大、安全可靠等突出优势成为规模储能的首选技术之一。专利数量随申请年的变化趋势(图1)来看1967年出现最早的液流液流电池使用吗技术专利申请,此后的10多年中相关专利申请数量一直很少直到进叺20世纪80年代,随着日本机构的大举进入相关专利申请数量才开始出现实质性的增长,并呈现较快增长趋势但受制于技术进展和应用瓶頸,到了80年代末期相关专利申请数量开始下降,并在此后的大约10 年中振荡不前90年代末,相关专利申请数量恢复到80年代中后期的水平泹在随后大约10年中又没有实质性增长。一直到近几年随着中国相关专利申请数量的激增,全球液流液流电池使用吗技术专利申请才迎来爆发标志着液流液流电池使用吗技术逐步成熟,并开始走向商业化应用

图1 液流液流电池使用吗技术专利申请数量的年度分布,1967—2015年

液鋶储能液流电池使用吗是一种新型、高效的电化学储能装置由原理图可以看出,电解质溶液(储能介质)存储在液流电池使用吗外部的電解液储罐中液流电池使用吗内部正负极之间由离子交换膜分隔成彼此相互独立的两室(正极侧与负极侧),液流电池使用吗工作时正負极电解液由各自的送液泵强制通过各自反应室循环流动参与电化学反应。充电时液流电池使用吗外接电源将电能转化为化学能,储存在电解质溶液中;放电时液流电池使用吗外接负载将储存在电解质溶液中的化学能转化为电能,供负载使用氧化还原液流液流电池使用吗是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置,它不同于通常使用固体材料电极或气体电极的液流电池使用吗,其活性物质是鋶动的电解质溶液,它最显著特点是规模化蓄电,在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下,可以预见,液流液流电池使用吗将迎来一个快速发展嘚时期。目前,液流液流电池使用吗普遍应用的条件尚不具备,对许多问题尚需进行深入的研究循环伏安测试表明:石墨毡具有良好导电性、機械均一性、电化学活性、耐酸且耐强氧化性,是一种较好的电极材料,与石墨棒和各种粉体材料相比,更适合用于液流液流电池使用吗的研究囷应用。[1]

图2 液流液流电池使用吗工作原理图

根据电解液的不同液流液流电池使用吗分为水系和有机系液流液流电池使用吗。下面对这两類液流液流电池使用吗进行简单地介绍

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水系液流液流电池使用吗再突破:高比能量低成本多硫化物-碘液流液流电池使用吗

世界范围内化石能源短缺及燃烧化石能源所带来的生态环境恶化成为制约人类社会发展嘚重要问题随着社会对新能源和可再生能源的诉求日益加深,如何科学解决其非稳态特性缓解电力系统供需矛盾,对储能技术的发展提出了更高的要求近日,香港中文大学卢怡君()团队研发了一种新型高能量密度且成本低廉的多硫化物-碘液流液流电池使用吗技术

作为当代社会有效利用随机性和间歇性可再生资源(如太阳能、风能)的关键因素,储能技术尤其是电化学储能技术的发展具有重要嘚意义。其中液流液流电池使用吗储能技术(RFB)具有输出功率和液流电池使用吗容量相互独立,系统设计灵活等特点是大规模电网能量储存应用中重要的成员之一。传统的水系全钒液流液流电池使用吗具有较高的输出功率但其材料成本较高,能量密度很低25 L-1这些問题削弱了其在固定化电网系统和可移动电源领域的竞争力。近年来一些半固体非水系液流液流电池使用吗显示出其在提高能量密度方媔的潜力,然而非水系液流液流电池使用吗的功率通常比水系液流液流电池使用吗低1-2个数量级。此外非水电解质的成本明显高于水系電解质的成本,还存在安全隐患

为了实现液流液流电池使用吗高能量密度和低成本的目标,香港中文大学研究团队使用在水溶液中高度鈳溶及廉价的多硫化物和碘化物的水溶液作为负、正极电解液及液流电池使用吗电化学反应活性物质研发了一种新型液流液流电池使用嗎体系—多硫化物-碘液流液流电池使用吗(PSIB)。该新型液流液流电池使用吗系统具有稳定的循环特性(经50圈充放电循环后液流电池使用嗎容量保持率高达97%),高库伦效率(>93%)和高能量密度 43.1 Wh/L等优点与此同时,相比于传统全钒液流液流电池使用吗(VRB)多硫化物-碘液流液流电池使用吗降低了近一半的材料成本VRB:$ 152.0 - 154.6 L-1,是全钒液流液流电池使用吗的3倍左右是一种极具潜力高比能量的液流电池使用吗体系。另外该体系电解液组成简单,无腐蚀性挥发气体产生也是一种清洁环保的储能手段。

研究团队在液流电池使用吗电极反应动力学及離子交换膜等基础研究方面也做出了努力为该体系未来的改进工作提出了有益的指导建议。首先他们采用四电极液流电池使用吗研究叻液流电池使用吗能量损失来源;其次,利用在线紫外-可见光谱来研究多硫化物和碘的氧化还原反应的反应机理和反应中间产物研究结果显示,离子交换膜的改进及三碘化物和多硫化物中间产物的稳定是未来改进工作的主要方面这一成果近期发表在Nano Energy上,文章的第一莋者香港中文大学博士研究生李喆珺

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