有機(jī)氧化還原液流電池儲(chǔ)能的可持續(xù)性和安全性

有機(jī)氧化還原液流電池儲(chǔ)能的可持續(xù)性和安全性

有機(jī)氧化還原液流電池（AORFBS）以電能形式儲(chǔ)存可再生能源，并提供給電網(wǎng)。傳統(tǒng)的液流電池成本昂貴，電解質(zhì)有腐蝕性。為解決這些問(wèn)題，提出一種中性水AORFBS，其具有極好的長(zhǎng)循環(huán)性能，且輸出功率高，是可持續(xù)和安全的能源存儲(chǔ)的一種選擇。

隨著全球能源需求不斷增加，需要大規(guī)模利用可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能等），這就需要有效的能源存儲(chǔ)方式。AORFBS可以大規(guī)模儲(chǔ)能，相比傳統(tǒng)可充電電池（如鉛酸電池、鋰電池），AORFBS接入電網(wǎng)穩(wěn)定性更好，可以高功率輸入輸出。傳統(tǒng)RFBS（液流電池），包括釩-RFBS及鋅-RFBS，雖然技術(shù)成熟，但釩及鋅資源有限，且兩種電池有電流低、成本高、電解質(zhì)易腐蝕等缺點(diǎn)。因此，發(fā)展低成本、更安全的AORFBS以滿足新能源存儲(chǔ)需求十分必要。AORFBS可克服RFBS的缺點(diǎn)以及電解質(zhì)材料性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，具有比RFBS更高的能量密度。

提出了一種二茂鐵/甲基紫中性水有機(jī)氧化還原液流電池（FcNCl/MV AORFBS）。所設(shè)計(jì)的FcNCl/MV AORFBS采用有高度可溶性的二茂鐵化合物（二茂鐵基甲基）、三甲基氯化銨或二茂鐵甲基、五甲基丙烷、二胺二溴及甲基紫精（MV）兩種電解液方案。

所提出的FcNCl/MV AORFBS方案首次將二茂鐵化合物應(yīng)用到AORFBS。試驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)cNCl/MV AORFBS具有能量密度高（45.5Wh/L）、循環(huán)性能好（在60mA/cm2下具有700個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)具有99.99%的容量保留率，以及高達(dá)125mW/cm2的功率密度）、電解質(zhì)為中性的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)AORFBS的不足。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第3期

作者：Bo Hu

編譯：徐嘉浩