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近日,大连化物所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员和袁治章研究员团队开发的面向用户侧的100kWh锌溴液流电池系统在榆林中科洁净能源创新研究院并网运行。该系统由电解液循环系统、4个单堆容量为30kWh级的电堆以及与其配套的电力控制模块组成,设计放电总能量为100kWh。该系统在额定30kW功率下放电时,放电能量为110.3kWh,直流侧能量转化效率为83.0%。锌溴液流电池具有能量密度高(>190Wh/L,基于2mol/L活性物质)、成本低等优势,在用户侧储能领域具有良好的应用前景。但锌溴液流电池仍存在锌负极沉积面容量低、锌枝晶等关键科学与技术问题需要进一步解决。

大连化物所储能技术研究部坚持基础研究与应用研究并重,通过对电池关键材料包括电极材料(Sci. Bull.,2022;ACS Energy Lett.,2021;Adv. Mater.,2020;Sci. Bull.,2021;Adv. Funct. Mater.,2021)、电解液(J. Energ. Chem.,2022;Energy Environ. Sci.,2021;Adv. Funct. Mater.,2021;Adv. Mater.,2020)、高性能离子传导膜(Energy Storage Mater.,2022;Mater. Today Energy,2021)等设计开发,初步解决了锌溴液流电池运行工作电流密度偏低、锌枝晶、面容量偏低等问题。近年来,团队通过电堆结构设计,调控电堆内部流场分布,优化电堆运行策略,将锌溴液流电池电堆面容量提高近一倍至140mAh/cm2,大幅度提高了电池能量密度。在前期单堆能量30kWh级电堆稳定运行的基础上,集成出100kWh锌溴液流电池系统。该系统的成功开发,将进一步推动用户侧新型液流电池的发展,对于推动液流电池可持续发展具有重要意义。

以上工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、榆林创新院能源革命科技专项等项目的支持。

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