中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:北京低碳清潔能源研究院與清華大學(xué)化工系合作完成“高能量密度全液體有機(jī)電化學(xué)活性物質(zhì)液流電池”的研究,研究成果已經(jīng)在最近一期美國(guó)化學(xué)會(huì)ACS Applied Energy Materials發(fā)表(All Liquid Electroactive Materials for High Energy Density Organic Flow Battery),并被做為雜志封面重點(diǎn)報(bào)道。(https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsaem.8b01874)
大規(guī)模儲(chǔ)能(或電網(wǎng)儲(chǔ)能)技術(shù)是提高可再生能源并網(wǎng)率和普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),也是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式發(fā)電、電力輔助調(diào)頻、離網(wǎng)供電、安全備用電源等領(lǐng)域的關(guān)鍵使能技術(shù)。液流電池是最有前景的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一。具有安全性好、功率和容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)、輸出功率大、儲(chǔ)能容量大且易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。但是,傳統(tǒng)的液流電池能量密度低,成本高,限制了其廣泛應(yīng)用。
該研究首次提出了基于全液體活性物質(zhì)的有機(jī)液流電池。與傳統(tǒng)的液流電池比較,具有理論能量密度高、理論功率密度高和反應(yīng)活性好等優(yōu)點(diǎn)。該液流電池的正極和負(fù)極分別采用原料來源豐富的2,5-二叔丁基-1-甲氧基-4-(2-甲氧乙氧基)苯和2-甲基二苯甲酮。電池的開路電壓達(dá)到2.97 V,高于傳統(tǒng)液流電池1-1.5倍,理論能量密度達(dá)到223 Wh L?1,是傳統(tǒng)液流電池理論能量密度(50 Wh L?1)的4倍以上。實(shí)驗(yàn)表明,該活性液流電池兩極的活性物質(zhì)具備優(yōu)良的電化學(xué)性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性,電流效率達(dá)到95%,能量效率達(dá)到70%。該研究從一個(gè)全新的角度初步探索成功提高液流電池能量密度的方向,對(duì)于研究和開發(fā)新一代液流電池技術(shù)具有重要的啟發(fā)意義。
第一作者介紹:邢學(xué)奇,北京低碳清潔能源研究院新能源技術(shù)研發(fā)中心博士后。
3. 典型圖片
圖1.本文液流電池示意圖
圖1. 本文研究成果被做為ACS Applied Energy Materials雜志封面文章進(jìn)行報(bào)道
4. 主要作者簡(jiǎn)介:
邢學(xué)奇,北京低碳清潔能源研究院新能源研究技術(shù)中心博士后。畢業(yè)于天津大學(xué),工學(xué)博士。目前主要從事高能量密度液流電池材料與技術(shù)的研發(fā)。已在國(guó)際期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文6篇,申請(qǐng)專利3項(xiàng)。
John Lemmon,北京低碳清潔能源研究院新能源研究技術(shù)中心副主任。畢業(yè)于美國(guó)俄勒岡州立大學(xué),博士學(xué)位。目前主要研究開發(fā)新的清潔能源技術(shù),聚焦于能源存儲(chǔ)材料(高功率鋰離子、流動(dòng)電池、二氧化碳轉(zhuǎn)換)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制,包括新的拓?fù)浜拖冗M(jìn)的算法,支持實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)分析,以實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)。在高水平的國(guó)際期刊上發(fā)表了100多篇論文和撰寫了2本書,其中包括Nature、Science Advances等,申請(qǐng)專利120多項(xiàng),其中有60余項(xiàng)美國(guó)授權(quán)專利。
劉慶華,北京低碳清潔能源研究院新能源研究技術(shù)中心創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)部門經(jīng)理,高級(jí)工程師。畢業(yè)于天津大學(xué),工學(xué)博士,曾先后在美國(guó)密歇根大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院和美國(guó)田納西大學(xué)從事科研工作。目前主要液流電池等儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)。在ChemChomm, EES, APL, JES等國(guó)際高水平期刊上發(fā)表研究論文30余篇,專著1部,申請(qǐng)和授權(quán)請(qǐng)專利20余項(xiàng)。
徐文強(qiáng),北京低碳清潔能源研究院院長(zhǎng)助理,畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校,博士學(xué)位。曾先后在美國(guó)富美家公司、阿克蘇諾貝爾、Shaw工業(yè)集團(tuán)等公司擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)或高級(jí)管理職務(wù)。在酚醛樹脂和氨基樹脂合成及應(yīng)用、功能性材料、可生物降解高分子材料、以及啟動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)線方面經(jīng)驗(yàn)豐富,并獲得多項(xiàng)美國(guó)專利。
王保國(guó),清華大學(xué)教授。畢業(yè)于日本東京大學(xué),工學(xué)博士。目前主要從事大規(guī)模蓄電儲(chǔ)能的全釩液流電池裝備開發(fā),鋅/空氣電池材料與技術(shù)研發(fā)。在國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇,申報(bào)和授權(quán)專利26項(xiàng)。主持和承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家“863”、“973”和自然科學(xué)基金科學(xué)研究項(xiàng)目;兼任北京膜學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)、《儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)》編委會(huì)副主任、能源行業(yè)液流電池標(biāo)委會(huì)委員等職。