近日，北京低碳清潔能源研究院與清華大學化工系合作研發出全液體有機液流儲能電池。該研究成果在提高有機液流儲能電池能量密度方面實現了突破，其高能量密度及高反應活性的優勢，使其在大規模儲能領域具有廣闊的應用前景。研究成果發表于2月11日美國化學會學術期刊ACSAppliedEnergyMaterials，并作為雜志封面重點報道。

 

       近年來，隨著儲能系統的廣泛應用，儲能電池技術也在相應發展，記者了解到，目前可實現規模化儲能的電池系統呈現多元化趨勢，常見儲能系統包括鋰電池、固態電池與全釩液流電池等。其中，液流電池以其更高的安全性，在與傳統鋰電池的競爭中脫穎而出。液流電池的電解液在工作狀態下是處于不斷循環中，因此不會在電池局部集聚熱量導致過熱，安全性得到了大大提升。但以水溶液為電解液的液流電池則面臨著能量密度偏低的問題，其儲能系統的體積往往較大，實際應用相應受到了限制。在此背景下，有機液流電池則克服了這兩個問題。

 

       據介紹，該液流電池開路電壓明顯高于傳統液流電池。同時，該液流電池的理論能量密度達到223瓦小時/升，是傳統液流電池理論能量密度（50瓦小時/升）的4倍以上。實驗表明，該活性液流電池兩極的活性物質具備優良的電化學性能和較好的循環穩定性，電流效率達到95%，能量效率達到70%。該論文的第一作者、北京低碳清潔能源研究院新能源研究技術中心博士后邢學奇表示，這一液流電池的正負極原料都是有機化合物，不僅擺脫了傳統電解液中金屬元素儲量低的限制，制備工藝也相對簡單，可以實現規模化生產。“該有機液流電池的開路電壓和能量密度均顯著高于傳統的全釩體系，可以在有限的空間內儲存更多的能量，除可以應用于傳統的固定式儲能，未來有望應用于移動式儲能和電動車。”邢學奇說。

 

       值得一提的是，該有機液流電池的隔膜，電極和電解液均可以實現回收利用，不存在傳統電解液報廢后重金屬污染的問題。邢學奇表示：“該有機液流電池電解液中的有機溶劑可以先通過減壓蒸餾分離，純化后繼續重復使用，剩余的電解質可以進一步進行固液分離操作，將固體的支持電解質和液體的活性組分分離，然后經過提純工藝后可以重復使用。”

 

       另據該項目負責人劉慶華博士介紹，經過三年的努力，由低碳院主導的高功率密度全釩液流電池已經完成實驗室小試開發和初步中試，正在準備進一步的中試和技術示范工作，主要應用場景包括用戶側儲能、離網供電和削峰填谷等，具體項目將在2020年啟動。