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液流電池的作用
能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是促進經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。然而傳統(tǒng)的化石能源消耗日益增長，能源儲存逐漸枯竭。且在使用的過程中帶來了嚴重的環(huán)境污染。發(fā)展可再生清潔能源成為重中之重。但是風(fēng)能、太陽能等可再生能源固有的隨機性、間歇性、波動性、直接并網(wǎng)難等特性，限制了可再生能源的發(fā)展利用。需要發(fā)展相應(yīng)的儲能技術(shù)實現(xiàn)可再生能源平穩(wěn)輸出，實現(xiàn)并網(wǎng)。液流電池是一種高安全、高性價比、高能效、長壽命的規(guī)模儲能技術(shù)，可以在保證太陽能、風(fēng)能和潮汐能等間歇性能源的儲存的前提下，實現(xiàn)大規(guī)模的儲能。也可以將電能從非高峰需求時段轉(zhuǎn)換為高峰需求時段，從而維持用電的穩(wěn)定平衡，增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
液流電池定義
液流電池通俗的定義為一種活性物質(zhì)存在于液態(tài)電解質(zhì)中的儲能技術(shù)。液流電池主要由三部分組成，外部電解液儲罐以及內(nèi)部的電極和離子傳導(dǎo)膜。電解液置于電堆外部的儲罐中，在循環(huán)泵的推動下流經(jīng)電堆，并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換。
液流電池示意圖
液流電池的特點
① 循環(huán)壽命長。液流電池活性物質(zhì)電化學(xué)反應(yīng)一般極化較小，可逆性高，也沒有普通電池存放過程中的自放電問題，存儲壽命長。
② 安全性高：液流電池一般采用的是水溶液體系，沒有潛在的爆炸和燃燒的危險，安全性好。
③ 規(guī)模容量易調(diào)節(jié)：液流電池的容量密度只與電解質(zhì)的體積濃度有關(guān)，功率密度只與電堆大小和數(shù)目有關(guān)，因此通過增加電堆的大小和數(shù)量，就可以增加輸出功率；增加電解液的體積，就可以增加儲能容量密度。
液流電池的分類：液流電池根據(jù)活性物質(zhì)的不同可以分為全釩液流電池、多硫化鈉/溴液流電池、鋅/溴液流電池、鋅/鐵液流電池等。其中，市場占有率最高、商業(yè)化最成功的液流電池是全釩液流電池。鋅/溴液流電池也已經(jīng)開始進入市場，而其他液流電池則仍處于研究階段。
液流電池發(fā)展前景
與新能源發(fā)電配合：目前風(fēng)能、水能、太陽能等新能源發(fā)電具有很強的波動性和間歇性，因此需要動態(tài)儲能系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)。如果想發(fā)展大規(guī)模發(fā)電也需要相應(yīng)的大規(guī)模的儲能裝置，因此液流電池特別適用。
發(fā)展新型動力汽車：液流電池充放電能力很強，可以進行大電流放電和深度放電，作為動力汽車的電池很方便實用，具有很廣泛的應(yīng)用前景。
發(fā)電或備用能源裝置：海島、偏遠地區(qū)，如果建設(shè)常規(guī)電站或架設(shè)輸電線路則造價太高，使用液流電池并配以太陽能、風(fēng)能等發(fā)電裝置，可保障這些地區(qū)的穩(wěn)定電力供應(yīng)。此外，發(fā)生突發(fā)情況導(dǎo)致停電時，也可以使用液流電池當(dāng)作應(yīng)急能源。
液流電池發(fā)展的挑戰(zhàn)
離子交換膜：離子交換膜可以影響電池的自放電、壽命和單個電池的功率密度等，因此需要開發(fā)選擇性高、導(dǎo)電率高、價格低、穩(wěn)定性好的離子交換膜。
電解液制備技術(shù)：液流電池電解液密度普遍偏低，使得液流電池占地面積達。再加上電解液價格較高，成本占到總成本的近50%。目前由于電池成本下降，電解液成本所占比例更大了。因此需要開發(fā)高濃度、穩(wěn)定、價格低的電解液制備技術(shù)。
