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达累斯萨拉姆化学物理研讨所锌碘单液流电瓶研

发布时间:2019-06-14 23:38编辑:www.599588.com浏览(151)

    近日,中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民领导的研究团队在高能量密度、长寿命锌碘单液流电池研究方面取得新进展。研究成果在线发表于《能源环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。

    近日,中科院大连化学物理研究所研究员李先锋和张华民带领研究团队,在高能量密度、长寿命锌碘单液流电池研究方面取得新进展。研究成果发表于《能源环境科学》。

    记者从中科院大连化学物理研究所获悉,该所储能技术研究部李先锋研究员、张华民研究员领导研究团队创新性地提出锌碘单液流电池的概念,实现锌碘单液流中电解液的利用率达到近100%,进而大幅提高了电池的能量密度。研究成果在线发表于《能源环境科学》上。

    大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池具有安全性高、循环寿命长、效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。锌碘液流电池由于其具有能量密度高、环境友好等优势受到了越来越多的关注。但是锌碘液流电池还存在电池功率密度较低、循环寿命短以及活性物质利用率相对较低等问题。前期,该研究团队通过对电解液组成和膜材料的优化,大大提高了锌碘液流电池的循环寿命和功率密度 (Angew. Chem. Int. Ed., 2018)。但是,由于单质碘在水中不溶解造成的活性物质利用率相对较低的问题仍待解决。

    大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术。液流电池具有安全性高、循环寿命长,效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。锌碘液流电池由于具有能量密度高、环境友好等优势,受到了越来越多的关注。但是锌碘液流电池还存在电池功率密度较低、循环寿命短以及活性物质利用率相对较低等问题。前期,该研究团队通过对电解液组成和膜材料的优化,大大提高了锌碘液流电池的循环寿命和功率密度。

    大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池具有安全性高、循环寿命长,效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。锌碘液流电池是液流电池技术的一种,由于其具有较高的能量密度,以及环境友好等优势,近年来受到越来越多的关注。

    该工作中,研究团队创新性地提出了锌碘单液流电池的概念。与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极电解质溶液固定在正极腔体中。该电池正极碘离子浓度完全可以满足负极锌沉积的容量需求。由于不存在电解液管路与泵的阻塞问题,I-可以充电到固态的I2,电解质的利用率接近100%,大大提高了电池的能量密度。同时,科研人员采用多孔的碳毡作为电极,碳毡的三维导电网络提高了单液流电池的功率密度。实验结果表明:该单液流电池可以在80mA/cm2下稳定运行超过500次循环以上,性能没有明显衰减。上述工作为高能量密度液流电池新体系的开发提供了很好的借鉴。

    在研究中,团队创新性地提出了锌碘单液流电池的概念。与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极电解质溶液固定在正极腔体中。该电池正极碘离子浓度完全可以满足负极锌沉积的容量需求。由于不存在电解液管路与泵的阻塞问题,电解质的利用率接近100%,大大提高了电池的能量密度。同时,科研人员采用多孔的碳毡作为电极,碳毡的三维导电网络提高了单液流电池的功率密度。

    在前期的研究中,该科研团队通过优化锌碘液流电池的电解液组成和膜材料,提高了其循环寿命和功率密度。但是,为避免锌碘液流电池内部阻塞而造成的电解质利用率相对较低问题仍待解决。

    以上工作得到中科院国际合作项目、大连市科技创新项目以及大连化物所自主部署基金的支持。

    实验结果表明,该单液流电池可以在80mA/cm2下稳定运行超过500次循环以上,性能没有明显衰减。

    与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极电解质溶液直接固定在正极腔体中。由于锌碘单液流电池正极为固体,没有流动循环系统,所以不存在解液管路与泵的阻塞问题,因此碘离子可以充电到固态碘单质,使得电解质的利用率从大约50%提高到接近100%,电池的能量密度从之前的最高80Wh/L提高到205Wh/L。

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    (原载于《中国科学报》 2019-03-11 第3版 综合)

    此外,科研人员通过采用多孔的碳毡作为电极,保证了锌碘单液流电池较高的功率密度。实验结果表明,该锌碘单液流电池可以在电流密度为80mA/cm2下,稳定运行超过500次循环以上,性能没有明显衰减。这些研究为高能量密度液流电池新体系的开发提供了重要的借鉴。

    大连化物所锌碘单液流电池研究取得进展

    (原载于《科技日报》 2019-02-27 第3版 综合新闻)

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