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細(xì)說儲(chǔ)能,哈佛大學(xué)新型液流電池技術(shù)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:552次  |  2022年10月18日  

今天,我們來聊聊另外一款液流電池技術(shù),名字很長(zhǎng),非金屬有機(jī)物水系液流電池(Ametal-freeorganicaqueousflowbattery),出自哈佛大學(xué)MichaelAziz教授團(tuán)隊(duì)。我看了幾乎所有他發(fā)表的關(guān)于有機(jī)液流電池的論文,覺得教授思路簡(jiǎn)答且清晰,他涉獵能源行業(yè)多個(gè)領(lǐng)域,比如壓縮空氣,比如硅材料,比如新能源發(fā)電等等。從一次報(bào)告中可知,他的動(dòng)機(jī)有三個(gè):一是新能源的波動(dòng)特點(diǎn)與電網(wǎng)穩(wěn)定性需求的矛盾不可調(diào)和,需要儲(chǔ)能系統(tǒng)解決;二是所有儲(chǔ)能解決方案中,液流電池的功率和容量可以單獨(dú)配置,因而是最佳選擇;三是各種液流電池結(jié)構(gòu)一致,核心在電解液,然而現(xiàn)有電解液含有貴重金屬,造價(jià)高,如釩電池,材料要求高。綜合分析,他打算開發(fā)一種新型電解液,要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn):廉價(jià)、不燃、環(huán)保、高效。于是他們選擇了有機(jī)物作為電解液的成分。


在經(jīng)過2014、15、16直到現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)與嘗試,有機(jī)物的種類也由當(dāng)初的β-蒽醌磺酸(Anthraquinone-2,7-disulfonicacid)到2,6-二羥基蒽醌(2,6-dihydroxyanthraquinone)再到現(xiàn)在的氮氧自由基哌啶醇-甲基紫精電對(duì)(4-hydroxy-TEMPO/Methylviologe),電壓由原來的0.86V上升到1.25V,電解液能量密度為8.4Wh/L,電流效率可達(dá)99.9%。更可怕的是,他們的改進(jìn)一直在繼續(xù),寫文章的當(dāng)天,我又查到了他們17年的論文更新。對(duì)于國(guó)內(nèi)液流電池從業(yè)者而言,這是一個(gè)不可忽視的技術(shù)動(dòng)向,需要我們持續(xù)跟蹤,沒準(zhǔn)在未來某一天,替代了釩電池,取代了鋅溴。


然而,我們也要正確看待這種技術(shù),我的評(píng)估如下:


(1)電解液能量密度太低,難以推向應(yīng)用。要知道釩電池能力密度不算高,也有25Wh/L,鋅溴更是輕松達(dá)到100Wh/L以上,而這款電池不到10,路還有很遠(yuǎn)。


(2)實(shí)驗(yàn)室階段。我查過到所有與此技術(shù)有關(guān)的圖片,都僅僅是單電池的制作與測(cè)試,若要成堆,3年以內(nèi)希望不大。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

(3)離產(chǎn)品化距離較遠(yuǎn)。從事研發(fā)管理的朋友都清楚,一項(xiàng)產(chǎn)品的推出先后經(jīng)過技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)兩個(gè)階段,技術(shù)開發(fā)可表述為樣機(jī)試制,在此過程中將會(huì)遇到無數(shù)的障礙與問題,這是必然的,技術(shù)開發(fā)階段遇到的問題越多,未來產(chǎn)品可靠性就越好。產(chǎn)品開發(fā)可表述為大規(guī)加工與復(fù)制,各個(gè)環(huán)節(jié)問題越少越好。基于此,我認(rèn)為該技術(shù)暫不會(huì)對(duì)傳統(tǒng)液流電池商業(yè)化構(gòu)成威脅。

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