新型低成本铁基液流电池储能技术获突破

2024-04-07

4月5日，记者从中国科学院金属研究所获悉，该所李瑛研究员与唐奡研究员团队，在新型低成本铁基液流电池储能技术研究领域取得新进展。研究人员以铁负极氧化还原反应可逆性为切入点，通过电极界面缺陷设计和极性溶剂调控，成功实现了充放电过程中铁单质在电极纤维表面的均匀沉积和溶解。
研发低成本液流电池新体系新技术，是突破现阶段液流电池产业化发展瓶颈的有效途径。在诸多新型储能技术路线中，以全钒液流电池为代表的液流电池储能技术，因其本质安全、可灵活部署，已成为长时储能技术中的首选电化学储能技术路线。研究人员介绍，他们通过在电极界面进行金属刻蚀处理，使得电极纤维表面富含缺陷结构，有效调控了Fe2+离子在电极界面的沉积反应成核特性，促进了铁沉积反应均一性及氧化还原反应动力学，并利用理论计算和仿真分析揭示了Fe2+在碳缺陷处的杂化作用增强机制及铁沉积过程演化规律。研究结果证明，电极界面优化设计可有效提升铁负极性能，为实现全铁液流电池高效稳定运行提供了新途径。

此外，研究人员通过在溶液中引入极性溶剂，利用极性分子与氢键的相互作用，成功弱化了溶液的水合氢键网络，将电解液凝固点有效降低到零下20摄氏度以下，且协同提升了铁负极电化学可逆性，首次实现了全电池在零下20摄氏度的低温条件下稳定运行100小时。据悉，该研究结果为宽温域全铁液流电池技术产业化开发与应用推广奠定了技术基础。

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