中國鐵合金網(wǎng):長安儲能研究院科學(xué)家譚強(qiáng) 西安交通大學(xué)副教授,博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)槿剂想姵、鋅空氣電池和水系鋅離子電池。中國發(fā)明專利5件,發(fā)表期刊16條,擔(dān)任中央企業(yè)橫向合作課題、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所橫向合作課題、中國工程物理研究院橫向合作等多項(xiàng)課題主持。
長安儲能研究院是由長安綠電科技有限公司全額撥款、并與西安交大國家儲能研究平臺的多位教授科學(xué)家共建的新能源儲能科研平臺,聚焦儲能領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究和市場洞察,推動產(chǎn)學(xué)研用從理論走向?qū)嵵痢?/p>
近日,長安儲能研究院譚強(qiáng)教授在一份報告中指出:隨著工業(yè)的發(fā)展,石油、煤等能源受到大量使用,一方面使得這類不可再生能源逐漸枯竭,另一方面由于這類能源在使用過程中會排放大量有毒氣體,因此越來越多的國家開始重視能源的可再生利用以及環(huán)保的發(fā)展,儲能則是解決這些問題的有效手段之一,而則其中的鋅溴液流電池成為目前電池儲能方案中最有潛力的選擇之一。
譚強(qiáng)教授稱:目前應(yīng)用最廣泛的儲能方式是電化學(xué)儲能,其中最主要的儲能系統(tǒng)有液流電池和鋰電池,而主要的液流電池又包括鐵鉻液流電池、全釩液流電池、鋅溴液流電池、鋅鎳液流電池和鋅空氣液流電池等。
為了讓大家更直觀地對比各類電池技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),譚強(qiáng)教授對各電池技術(shù)作了如下簡要介紹:
1.鋰電池
鋰電池在日常生活中受到了極為廣泛的應(yīng)用,如各種電動汽車、移動設(shè)備等,其儲能原理在于鋰離子在電極上嵌入與脫嵌的同時,相同數(shù)量的電子在外電路中定向遷移從而引起電流流動。鋰離子電池由于具有快速充電(1C充電30min容量可達(dá)到標(biāo)稱容量的80%以上)、較長的循環(huán)壽命(一般均可達(dá)到500~1000次以上,磷酸鐵鋰電池可達(dá)2000次以上)及自放電小,穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)而受到大量研究者的關(guān)注,但基于電池原材料的資源稀缺情況,鋰電池幾乎是工業(yè)電池儲能中最貴的方案。
2.全釩液流電池
全釩液流電池由于具有相對成熟的技術(shù),較好的穩(wěn)定性和較高的儲能密度等優(yōu)勢,經(jīng)過優(yōu)化的電池系統(tǒng)能量效率可達(dá)75%~85%,充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)13000次以上,目前已成為商業(yè)化程度最高的液流電池技術(shù),但目前由于在應(yīng)用層面釩電解液存在強(qiáng)腐蝕性滲漏問題,需要通過進(jìn)口價格較高的全氟磺酸膜以及釩價格浮動,導(dǎo)致全釩液流電池成本較高問題成為其主要的發(fā)展制約因素。
3.鐵鉻液流電池
鐵鉻液流電池是最早被提出的液流電池技術(shù),在目前的研究成果中,鐵鉻液流電池的循環(huán)壽命可達(dá)10000次以上,能量效率可達(dá)70%~75%。在2018年部署于巴西的110kW/310kW·h鐵鉻液流電池系統(tǒng)的成本約3400元/(kW·h),可大致說明該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。但該技術(shù)還存在如負(fù)極析氫問題、正負(fù)極電解液交叉污染、全氟磺酸膜進(jìn)口成本較高、電池的最佳工作穩(wěn)定較高等不足。
4.鋅溴液流電池
鋅溴液流電池相較于上述幾種儲能體系來說,具有顯著的成本優(yōu)勢,同時理論上可以實(shí)現(xiàn)100%深度放電性能,能量效率可達(dá)70%,循環(huán)壽命約6000次,且基于成熟的液流技術(shù),使其成為目前電池儲能方案中最有潛力的選擇之一。此外,鋅溴液流電池的裝置簡單,模塊化設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)且較為靈活,目前發(fā)展較為迅速,應(yīng)用范圍較廣,包括:電網(wǎng)調(diào)峰、新能源汽車、可變性能源(如風(fēng)能、太陽能)的儲能和遠(yuǎn)端緊急供電等。
2023年7月,陜西省政協(xié)邀請了儲能專家與相關(guān)政府負(fù)責(zé)人召開了一場名為“加速推進(jìn)陜西省儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的座談會”。在這次座談會上,提出了一系列實(shí)施意見,涵蓋深化電力體系改革、支持高校和企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)等,旨在加速謀劃和培育儲能產(chǎn)業(yè)。長安綠電作為陜西省2023年新成立的先進(jìn)儲能技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心,除了專注于自身的科研方向,還積極拓展儲能邊界,如在鋅溴液流電池等方面進(jìn)行深入研究,始終站在儲能科技的前沿。這一舉措對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的全面綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。譚強(qiáng)教授稱。
最后,譚強(qiáng)教授進(jìn)一步強(qiáng)調(diào):全球儲能行業(yè)正迎來勢不可擋的發(fā)展浪潮。隨著儲能技術(shù)不斷縱深發(fā)展,儲能電池的關(guān)鍵屬性,包括充放電效率、循環(huán)壽命和能量效率等,將迎來更為深入的研發(fā)和利用。鋅溴液流電池憑借其卓越的高效率和長壽命等特點(diǎn),顯然具備無與倫比的優(yōu)勢,其發(fā)展?jié)摿τ写钊胪诰蚝烷_發(fā)。在這不可逆轉(zhuǎn)的趨勢下,對鋅溴液流電池的進(jìn)一步探索將為儲能領(lǐng)域帶來前所未有的推動力。而對于像長安綠電這樣高速發(fā)展的儲能企業(yè),在陜西省未來發(fā)展儲能技術(shù)研發(fā)和儲能應(yīng)用中,必將起到重要的作用,政府應(yīng)制定相關(guān)政策,創(chuàng)造更有利于其儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境,從而加速我國儲能產(chǎn)業(yè)迅速布局與增長。

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