近日，北京低碳清潔能源研究院與清華大學(xué)化工系合作完成的“高能量密度全液體有機(jī)電化學(xué)活性物質(zhì)液流電池”研究成果在最近一期美國化學(xué)會(huì)主辦的《ACSAppliedEnergyMaterials》上發(fā)表，并被作為雜志封面重點(diǎn)報(bào)道，受到社會(huì)廣泛關(guān)注。

低碳院研發(fā)的高能量密度負(fù)極電解液

據(jù)悉，大規(guī)模儲(chǔ)能（或電網(wǎng)儲(chǔ)能）技術(shù)是提高可再生能源并網(wǎng)率和普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，也是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式發(fā)電、電力輔助調(diào)頻、離網(wǎng)供電、安全備用電源等領(lǐng)域的關(guān)鍵使能技術(shù)。

此次北京低碳清潔能源研究院與清華大學(xué)化工系合作完成的“高能量密度全液體有機(jī)電化學(xué)活性物質(zhì)液流電池”研究成果首次提出了基于全液體活性物質(zhì)的有機(jī)液流電池，理論能量密度高、理論功率密度高和反應(yīng)活性好，是當(dāng)前最有前景的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一，與傳統(tǒng)的液流電池相比，具有安全性好、功率和容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能時(shí)間長、輸出功率大、儲(chǔ)能容量大且易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。

低碳院開發(fā)的高功率密度液流密度液流電池電堆照片及測試結(jié)果

典型的千瓦級液流電池功率密度超過500mWcm-2，高于同級別傳統(tǒng)液流電池2-3倍，實(shí)現(xiàn)電堆的小型化和材料的高效化，具備明顯的低成本優(yōu)勢。同時(shí)，該液流電池的正極和負(fù)極分別采用原料來源豐富的2,5-二叔丁基-1-甲氧基-4-（2-甲氧乙氧基）苯和2-甲基二苯甲酮。電池的開路電壓達(dá)到2.97V，高于傳統(tǒng)液流電池1-1.5倍，理論能量密度達(dá)到223Wh／L，是傳統(tǒng)液流電池理論能量密度（50Wh／L）的4倍以上。

實(shí)驗(yàn)表明，該活性液流電池兩極的活性物質(zhì)具備優(yōu)良的電化學(xué)性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性，電流效率達(dá)到95%，能量效率達(dá)到70%。該研究從一個(gè)全新的角度初步探索成功提高液流電池能量密度的方向，對于研究和開發(fā)新一代液流電池技術(shù)具有重要的啟發(fā)意義。