大規(guī)模儲能技術是實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模利用的關鍵技術,液流電池具有安全性高、循環(huán)壽命長,效率高等特點,是大規(guī)模儲能的首選技術之一。鋅碘液流電池是液流電池技術的一種,由于其具有較高的能量密度,以及環(huán)境友好等優(yōu)勢,近年來受到越來越多的關注。
在前期的研究中,該科研團隊通過優(yōu)化鋅碘液流電池的電解液組成和膜材料,提高了其循環(huán)壽命和功率密度。但是,為避免鋅碘液流電池內(nèi)部阻塞而造成的電解質(zhì)利用率相對較低問題仍待解決。
與傳統(tǒng)鋅碘液流電池不同,鋅碘單液流電池只有負極一側具有流動循環(huán)系統(tǒng),正極電解質(zhì)溶液直接固定在正極腔體中。由于鋅碘單液流電池正極為固體,沒有流動循環(huán)系統(tǒng),所以不存在解液管路與泵的阻塞問題,因此碘離子可以充電到固態(tài)碘單質(zhì),使得電解質(zhì)的利用率從大約50%提高到接近100%,電池的能量密度從之前的最高80Wh/L提高到205Wh/L。
此外,科研人員通過采用多孔的碳氈作為電極,保證了鋅碘單液流電池較高的功率密度(0.1W/cm2)。實驗結果表明,該鋅碘單液流電池可以在電流密度為80mA/cm2下,穩(wěn)定運行超過500次循環(huán)以上,性能沒有明顯衰減。這些研究為高能量密度液流電池新體系的開發(fā)提供了重要的借鑒。(作者:郝曉明)