能源绿色转型加把劲儿——破解溴基液流电池电池长期存在的电解液腐蚀性强、寿命短、成本高

把中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部的李先锋研究员团队组织起来攻关,成功解决了传统溴基液流电池长期存在的电解液腐蚀性强、寿命短、成本高的问题,这就给咱们的储能产业迈进低成本长寿命的新时代打下了基础。 面对能源结构转型和“双碳”目标的推进,储能技术成了保障电网稳定、多吸收可再生能源的关键一环。液流电池因为容量大、安全性高,被看作是发展长时储能的重要方向。可是,以前的那种溴基液流电池在实际用的时候,会碰到充电过程中产生很多强腐蚀性的溴单质,把电池里的材料都给蚀坏了。这样不仅让电池很快坏了,还得用更贵的耐腐蚀材料,这就抬高了成本。以前大家想过用溴络合剂来减轻腐蚀,但这又导致电解液不均匀、容易分相,把系统搞得更复杂。 为了对付这个矛盾,研究团队想出了一个新招,叫“溴双电子转移反应”。他们在电解液里加了一些特定的胺类化合物,把充电时产生的溴单质快速转变成了稳定的溴代胺类化合物。这么一来,电解液里的游离溴浓度一下子降低了90%,对电池材料的腐蚀也就小多了。和以前的单电子转移比起来,这种双电子转移的过程不光让电池的能量密度更高了,还让选择材料的余地更大了。 实验证明,用这种技术做出来的锌溴液流电池特别稳当。他们用普通的非氟离子交换膜组装的电池,连续跑了1400多小时,完成700次以上的循环后,电极、集流体和隔膜这些关键部件都没什么明显腐蚀。放大到5千瓦级的系统里看,电池的能量效率一直在78%以上晃悠,说明它很有搞工程的潜力。 业内专家觉得,这个突破不光是给电池寿命提升提供了新想法,通过优化材料体系还把成本降下来了。这为以后建百千瓦甚至兆瓦级的储能电站铺平了路。随着可再生能源越来越多,这种寿命长、花钱少的储能技术就成了新型电力系统的重要支撑。 从实验室搞到工程化放大,咱们的科研人员靠扎实的技术突破把自主创新的本事练出来了。这次破解溴基液流电池寿命的难题,不光是把基础研究和应用需求结合得紧了,也给全球储能技术发展贡献了中国方案。往后看,只要关键材料和系统集成的技术继续变好,安全高效又便宜的储能体系肯定能给能源绿色转型加把劲儿。