新型低成本鐵基液流電池儲能技術(shù)獲突破

4月5日，記者從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所李瑛研究員與唐奡研究員團隊，在新型低成本鐵基液流電池儲能技術(shù)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研究人員以鐵負極氧化還原反應可逆性為切入點(diǎn)，通過(guò)電極界面缺陷設計和極性溶劑調控，成功實(shí)現了充放電過(guò)程中鐵單質(zhì)在電極纖維表面的均勻沉積和溶解。

研發(fā)低成本液流電池新體系新技術(shù)，是突破現階段液流電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸的有效途徑。在諸多新型儲能技術(shù)路線(xiàn)中，以全釩液流電池為代表的液流電池儲能技術(shù)，因其本質(zhì)安全、可靈活部署，已成為長(cháng)時(shí)儲能技術(shù)中的首選電化學(xué)儲能技術(shù)路線(xiàn)。研究人員介紹，他們通過(guò)在電極界面進(jìn)行金屬刻蝕處理，使得電極纖維表面富含缺陷結構，有效調控了Fe2+離子在電極界面的沉積反應成核特性，促進(jìn)了鐵沉積反應均一性及氧化還原反應動(dòng)力學(xué)，并利用理論計算和仿真分析揭示了Fe2+在碳缺陷處的雜化作用增強機制及鐵沉積過(guò)程演化規律。研究結果證明，電極界面優(yōu)化設計可有效提升鐵負極性能，為實(shí)現全鐵液流電池高效穩定運行提供了新途徑。

此外，研究人員通過(guò)在溶液中引入極性溶劑，利用極性分子與氫鍵的相互作用，成功弱化了溶液的水合氫鍵網(wǎng)絡(luò )，將電解液凝固點(diǎn)有效降低到零下20攝氏度以下，且協(xié)同提升了鐵負極電化學(xué)可逆性，首次實(shí)現了全電池在零下20攝氏度的低溫條件下穩定運行100小時(shí)。據悉，該研究結果為寬溫域全鐵液流電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與應用推廣奠定了技術(shù)基礎。