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北京低碳院与清华大学化工系合作研究液流电池储能技术

作者:中国储能网新闻中心 来源:北京低碳院 发布时间:2019-02-23 浏览:
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中国储能网讯:北京低碳清洁能源研究院与清华大学化工系合作完成“高能量密度全液体有机电化学活性物质液流电池”的研究,研究成果已经在最近一期美国化学会ACS Applied Energy Materials发表(All Liquid Electroactive Materials for High Energy Density Organic Flow Battery),并被做为杂志封面重点报道。(https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsaem.8b01874)

大规模储能(或电网储能)技术是提高可再生能源并网率和普及应用的关键技术,也是发展能源互联网、分布式发电、电力辅助调频、离网供电、安全备用电源等领域的关键使能技术。液流电池是最有前景的大规模储能技术之一。具有安全性好、功率和容量可以独立设计、储能时间长、输出功率大、储能容量大且易于扩展等优点。但是,传统的液流电池能量密度低,成本高,限制了其广泛应用。

该研究首次提出了基于全液体活性物质的有机液流电池。与传统的液流电池比较,具有理论能量密度高、理论功率密度高和反应活性好等优点。该液流电池的正极和负极分别采用原料来源丰富的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。电池的开路电压达到2.97 V,高于传统液流电池1-1.5倍,理论能量密度达到223 Wh L−1,是传统液流电池理论能量密度(50 Wh L−1)的4倍以上。实验表明,该活性液流电池两极的活性物质具备优良的电化学性能和较好的循环稳定性,电流效率达到95%,能量效率达到70%。该研究从一个全新的角度初步探索成功提高液流电池能量密度的方向,对于研究和开发新一代液流电池技术具有重要的启发意义。

第一作者介绍:邢学奇,北京低碳清洁能源研究院新能源技术研发中心博士后。

3. 典型图片

图1.本文液流电池示意图

图1. 本文研究成果被做为ACS Applied Energy Materials杂志封面文章进行报道

4. 主要作者简介:

邢学奇,北京低碳清洁能源研究院新能源研究技术中心博士后。毕业于天津大学,工学博士。目前主要从事高能量密度液流电池材料与技术的研发。已在国际期刊发表学术论文6篇,申请专利3项。

John Lemmon,北京低碳清洁能源研究院新能源研究技术中心副主任。毕业于美国俄勒冈州立大学,博士学位。目前主要研究开发新的清洁能源技术,聚焦于能源存储材料(高功率锂离子、流动电池、二氧化碳转换)、系统设计和控制,包括新的拓扑和先进的算法,支持实时通信和数据分析,以实现能源互联网。在高水平的国际期刊上发表了100多篇论文和撰写了2本书,其中包括Nature、Science Advances等,申请专利120多项,其中有60余项美国授权专利。

刘庆华,北京低碳清洁能源研究院新能源研究技术中心创新储能技术部门经理,高级工程师。毕业于天津大学,工学博士,曾先后在美国密歇根大学、瑞典皇家理工学院和美国田纳西大学从事科研工作。目前主要液流电池等储能技术的开发。在ChemChomm, EES, APL, JES等国际高水平期刊上发表研究论文30余篇,专著1部,申请和授权请专利20余项。

徐文强,北京低碳清洁能源研究院院长助理,毕业于加州大学伯克利分校,博士学位。曾先后在美国富美家公司、阿克苏诺贝尔、Shaw工业集团等公司担任技术总监或高级管理职务。在酚醛树脂和氨基树脂合成及应用、功能性材料、可生物降解高分子材料、以及启动工业生产线方面经验丰富,并获得多项美国专利。

王保国,清华大学教授。毕业于日本东京大学,工学博士。目前主要从事大规模蓄电储能的全钒液流电池装备开发,锌/空气电池材料与技术研发。在国内外发表学术论文300余篇,申报和授权专利26项。主持和承担多项国家“863”、“973”和自然科学基金科学研究项目;兼任北京膜学会秘书长、《储能科学与技术》编委会副主任、能源行业液流电池标委会委员等职。

关键字:液流电池 储能

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