風(fēng)能、太陽能等可再生能源固有的隨機性、間歇性、波動性、直接并網(wǎng)難等特性，一定程度上限制了可再生能源的發(fā)展、利用。全釩液流電池是一種高性價比、高能效、長壽命的規(guī)模儲能技術(shù)，其可將不穩(wěn)定的可再生能源儲存，并實現(xiàn)平穩(wěn)輸出利用。全釩液流電池儲能系統(tǒng)由電堆、電解質(zhì)溶液、管路系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、能量變換系統(tǒng)等組成。其中電堆起到了至關(guān)重要的作用，提高電堆功率密度、降低電堆成本將進一步加速全釩液流電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。
近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）研究員李先鋒和張華民領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊成功開發(fā)出新一代低成本、高功率全釩液流電池電堆。經(jīng)測試，該電堆在30kW恒功率運行時，其能量效率超過81%，100個循環(huán)容量無衰減。
“我們通過應(yīng)用自主研發(fā)的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜，實現(xiàn)了對電池電堆組裝工藝的改進?！崩钕蠕h介紹?！靶乱淮C液流電池電堆不但保持了傳統(tǒng)電堆的高功率密度，相比傳統(tǒng)電堆，其總成本也下降了40%”。
傳統(tǒng)全釩液流電池電堆使用的隔膜主要是商業(yè)化的全氟磺酸膜，其成本較高且離子選擇性相對較差。新一代電堆采用的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜可以提升離子選擇性，提高電解液的容量保持率，此外，多孔離子傳導(dǎo)膜的成本遠低于全氟磺酸膜，從而可大幅度降低電堆成本。在電堆組裝工藝中，新一代全釩液流電池電堆打破了傳統(tǒng)的組裝方式，首次將激光焊接技術(shù)應(yīng)用于電堆集成，不僅提高了電堆的可靠性，同時提高了電堆裝配的自動化程度，減少密封材料的使用，也降低了電堆的成本。
大連化物所多年來一直堅持“產(chǎn)、學(xué)、研、用”創(chuàng)新開發(fā)模式，結(jié)合國家對儲能技術(shù)的重大需求，在液流電池高性能、低成本關(guān)鍵材料、電堆技術(shù)及批量化生產(chǎn)、大規(guī)模儲能系統(tǒng)設(shè)計集成等方面取得了一系列技術(shù)突破，并與大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司合作在國內(nèi)外成功實施了30余套千瓦至兆瓦級應(yīng)用示范項目，包括國內(nèi)目前最大國電龍源5MW/10MWh全釩液流風(fēng)電場儲能系統(tǒng)。此外，大連200MW/800MWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)正在建設(shè)中。
新一代全釩液流電池電堆的成功研發(fā)，將大幅度降低全釩液流電池系統(tǒng)的成本，推動全釩液流電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。以上工作得到了中國科學(xué)院“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。
?。?a >原載于《大連日報》2020-06-12 第06版）
