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利用率近100% 锌碘单液流电池能量密度大幅提高

记者从中科院大连化学物理研究所获悉,该所储能技术研究部李先锋研究员、张华民研究员领导研究团队创新性地提出锌碘单液流电池的概念,实现锌碘单液流中电解液的利用率达到近100%,进而大幅提高了电池的能量密度。研究成果在线发表于《能源环境科学》上。

大规模储能技术是实现可再生能源大规模利用的关键技术,液流电池具有安全性高、循环寿命长,效率高等特点,是大规模储能的首选技术之一。锌碘液流电池是液流电池技术的一种,由于其具有较高的能量密度,以及环境友好等优势,近年来受到越来越多的关注。

在前期的研究中,该科研团队通过优化锌碘液流电池的电解液组成和膜材料,提高了其循环寿命和功率密度。但是,为避免锌碘液流电池内部阻塞而造成的电解质利用率相对较低问题仍待解决。

与传统锌碘液流电池不同,锌碘单液流电池只有负极一侧具有流动循环系统,正极电解质溶液直接固定在正极腔体中。由于锌碘单液流电池正极为固体,没有流动循环系统,所以不存在解液管路与泵的阻塞问题,因此碘离子可以充电到固态碘单质,使得电解质的利用率从大约50%提高到接近100%,电池的能量密度从之前的最高80Wh/L提高到205Wh/L。

此外,科研人员通过采用多孔的碳毡作为电极,保证了锌碘单液流电池较高的功率密度(0.1W/cm2)。实验结果表明,该锌碘单液流电池可以在电流密度为80mA/cm2下,稳定运行超过500次循环以上,性能没有明显衰减。这些研究为高能量密度液流电池新体系的开发提供了重要的借鉴。

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