中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:能源需求日益增加,化石能源大量消耗,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,嚴(yán)重影響人民的身體健康和生存環(huán)境。大力推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整,提高化石能源利用效率,是解決能源安全和環(huán)境污染,落實(shí)節(jié)能減排、提高全社會(huì)綠色低碳化水平國(guó)策的需求。為滿足人們的需要,人們已研究開(kāi)發(fā)出多種儲(chǔ)能技術(shù)。
為滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需要,人們已研究開(kāi)發(fā)出多種儲(chǔ)能技術(shù),如圖1 給出了已開(kāi)發(fā)的各種儲(chǔ)能技術(shù)及其適用范圍,這些儲(chǔ)能技術(shù)具有各自的特點(diǎn)和適用領(lǐng)域。一般說(shuō)來(lái),風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的功率和可逆存儲(chǔ)容量有較高的要求。抽水儲(chǔ)能技術(shù)、液流電池技術(shù)、鋰離子電池技術(shù)、超級(jí)鉛酸電池技術(shù)等在大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。 在眾多的儲(chǔ)能技術(shù)中,液流電池儲(chǔ)能技術(shù)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、蓄電容量大、選址自由、可深度放電、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),成為大規(guī)模高效儲(chǔ)能的首選技術(shù)之一。
圖1 多種儲(chǔ)能技術(shù)
液流電池的概念是由L.H.Thaller(NASA Lewis Research Center,Cleveland, United States )于1974年提出的。該電池通過(guò)正、負(fù)極電解質(zhì)溶液中的活性物質(zhì)在電極上發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)(即價(jià)態(tài)的可逆變化)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。充電時(shí),正極發(fā)生氧化反應(yīng)、活性物質(zhì)價(jià)態(tài)升高;負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)、活性物質(zhì)價(jià)態(tài)降低;放電過(guò)程與之相反。液流電池的正極和(或)負(fù)極電解質(zhì)溶液儲(chǔ)存于外部的儲(chǔ)罐中,通過(guò)泵和管路輸送到電池內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。從理論上講,不同氧化還原電對(duì)可以組成多種液流電池。在眾多液流電池中,全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最多的液流電池儲(chǔ)能技術(shù)。全釩液流電池的基本原理如圖2:
圖2 全釩液流電池基本原理
全釩液流電池是以不同價(jià)態(tài)的釩離子作為活性物質(zhì),通過(guò)釩離子價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)變的過(guò)程。其中正極電對(duì)為VO2+/VO2+,負(fù)極電對(duì)為V2+/V3+, 電池開(kāi)路電壓為1.25 V。
與其他大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)相比,全釩液流電池技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì):
(1)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠,可循環(huán)利用、生命周期內(nèi)環(huán)境負(fù)荷小、環(huán)境友好。全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能介質(zhì)為電解質(zhì)水溶液,安全性高。
(2)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出功率和儲(chǔ)能容量相互獨(dú)立,設(shè)計(jì)和安置靈活。
(3)全釩液流電池系統(tǒng)全生命周期內(nèi)環(huán)境負(fù)荷較小、環(huán)境非常友好。
(4)生命周期的成本是非常低的。
(5)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),便于系統(tǒng)集成和規(guī)模放大。
(6)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力和深放電能力。
(7)液流電池的能量密度偏低,全釩液流電池更適于固定式的大規(guī)模儲(chǔ)能電站。
因其環(huán)保、壽命長(zhǎng)、維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單,全釩液流儲(chǔ)能電池逐漸成為未來(lái)市場(chǎng)的熱點(diǎn)。融科儲(chǔ)能致力于全釩液流儲(chǔ)能電池的研究開(kāi)發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用示范及市場(chǎng)推廣,推崇綠色儲(chǔ)能,改善生態(tài)環(huán)境,服務(wù)于全球的可再生能源發(fā)展。