液流電池 儲(chǔ)能宗族的綠巨人

風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生動(dòng)力的開(kāi)展聚集了太多關(guān)注，被賦予了太重任務(wù)，但可再生動(dòng)力受天然要素影響，真可謂是“給點(diǎn)陽(yáng)光就燦爛，給點(diǎn)和風(fēng)就亂顫”。燥熱無(wú)風(fēng)的夏天夜晚，人們真實(shí)需求電能以安眠之時(shí)，靠風(fēng)能太陽(yáng)能發(fā)電就是癡人說(shuō)夢(mèng)了。是否有相應(yīng)的能量?jī)?chǔ)藏設(shè)備把清潔動(dòng)力存儲(chǔ)起來(lái)，隨時(shí)供能？液流電池，肯定是綠色儲(chǔ)能的得力助手。

鉛酸電池、鎘鎳電池、鋰離子電池、氫鎳電池……電池可謂走過(guò)了二萬(wàn)五千里長(zhǎng)征，品種多得漸欲迷人眼。液流電池最早于1974年由美國(guó)科學(xué)家Thaller L.H.提出并申請(qǐng)專利，其儲(chǔ)能規(guī)劃介于電網(wǎng)和各種便攜式電池之間，恰好添補(bǔ)大型電網(wǎng)和小型電池間的空白，但也有必定約束，在液流電池中用于儲(chǔ)存的化學(xué)物質(zhì)不是價(jià)格昂貴就是難以保存。例如，釩氧化復(fù)原液流電池中，由于釩價(jià)格昂揚(yáng)，使得每千瓦時(shí)的存儲(chǔ)本錢很高；鈉硫電池運(yùn)行時(shí)內(nèi)部成分紅熔融狀況，要求容器耐高溫。

液流電池PK傳統(tǒng)蓄電池

近些年開(kāi)展的液流電池憑仗其經(jīng)濟(jì)環(huán)保高效的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到人們青睞。液流電池是一種高性能可再充電的電池，活性物質(zhì)以液體形式儲(chǔ)存在電池體外，既是電極活性物質(zhì)也是電解質(zhì)溶液。由于電池的容量是由電池中的活性物質(zhì)量直接決定的，所以液流電池容量很大；其正負(fù)極電解液被分裝在兩大儲(chǔ)液罐中，經(jīng)過(guò)循環(huán)泵在電池內(nèi)外循環(huán)活動(dòng)，載體為液體，在離子交換膜兩邊的電極上分別發(fā)作復(fù)原和氧化反響以發(fā)生電流。

全釩離子液流電池是液流電池一個(gè)典型代表，功率巨細(xì)取決于電堆，容量取決于電解液，電堆與液罐別離使釩電池有可能成為城市電動(dòng)公共轎車的首要?jiǎng)恿ΑＨC離子液流電池的充放電反響為液相反響，不包括雜亂的固相改變，深放電達(dá)100%且對(duì)電池組無(wú)危害，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，擴(kuò)容簡(jiǎn)易，而且能夠快速充電。

相比之下，在轎車和移動(dòng)設(shè)備中所常見(jiàn)的固態(tài)電極電池就差勁得多，活性物質(zhì)是被包裹在固態(tài)電極之內(nèi)，載體為固體，其容量受到了約束。這樣在電耗光之前只能堅(jiān)持不到一小時(shí)的峰值放電功率。例如，要存儲(chǔ)一個(gè)一兆瓦的風(fēng)力渦輪機(jī)在50小時(shí)內(nèi)所發(fā)的電量（50兆瓦時(shí)，或5萬(wàn)千瓦時(shí)的電），一種可行的解決方案是買一個(gè)50兆瓦時(shí)能量存儲(chǔ)的固體電極電池。但是只需求1兆瓦能量卻要花錢買電容為50兆瓦的電池，太不合算了吧？

領(lǐng)跑前沿的液流電池

哈佛大學(xué)的工程師和化學(xué)家正在研制一種新式液流蓄電池，這種電池技能讓人們看到綠色儲(chǔ)能的大好遠(yuǎn)景：本錢效益高，本錢低廉，安全綠色不危害生態(tài)環(huán)境。研討帶頭人邁克爾·阿齊茲表明運(yùn)用某種特定有機(jī)小分子是技能要害，而這些小分子能夠在植物中找到，以極低的價(jià)格人工合成，室溫下即可存儲(chǔ)；此外，它們能夠在儲(chǔ)能所需的化學(xué)狀況中高效循環(huán)。新一代液流電池能夠用于部分能量存儲(chǔ)方面，如在房頂配有太陽(yáng)能板的住宅或辦公室的地下室里，或者直接并入風(fēng)場(chǎng)和太陽(yáng)場(chǎng)，在邊遠(yuǎn)地區(qū)，這項(xiàng)儲(chǔ)存太陽(yáng)能的技能乃至能夠超越鉛酸蓄電池。

此外，科學(xué)家得到啟示，將鋰離子電池的綠色環(huán)保和高能量密度特色與液流電池的輸出功率和儲(chǔ)能容量可獨(dú)立規(guī)劃的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，規(guī)劃出新式儲(chǔ)能電池——鋰離子液流電池。鋰離子液流電池是最新的一種化學(xué)電池技能，它歸納了鋰電池和液流電池的長(zhǎng)處，是一種輸出功率和儲(chǔ)能容量互相獨(dú)立、能量密度大、本錢較低的新式綠色可充電池，現(xiàn)在處于技能原理研討和基礎(chǔ)技能開(kāi)發(fā)階段，相關(guān)技能研討與開(kāi)展有望拓荒一類安全、環(huán)保和低本錢的新式儲(chǔ)能電池道路，并在未來(lái)廣泛應(yīng)用于新動(dòng)力電網(wǎng)的儲(chǔ)能體系。