中國鐵合金網:長安儲能研究院科學家譚強 西安交通大學副教授,博士生導師。主要研究方向為燃料電池、鋅空氣電池和水系鋅離子電池。中國發明專利5件,發表期刊16條,擔任中央企業橫向合作課題、中國科學院長春應用化學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家共建的新能源儲能科研平臺,聚焦儲能領域的前沿技術研究和市場洞察,推動產學研用從理論走向實至。
近日,長安儲能研究院譚強教授在一份報告中指出:隨著工業的發展,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保的發展,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。
譚強教授稱:目前應用最廣泛的儲能方式是電化學儲能,其中最主要的儲能系統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的優缺點,譚強教授對各電池技術作了如下簡要介紹:
1.鋰電池
鋰電池在日常生活中受到了極為廣泛的應用,如各種電動汽車、移動設備等,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容量可達到標稱容量的80%以上)、較長的循環壽命(一般均可達到500~1000次以上,磷酸鐵鋰電池可達2000次以上)及自放電小,穩定性高等優點而受到大量研究者的關注,但基于電池原材料的資源稀缺情況,鋰電池幾乎是工業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,較好的穩定性和較高的儲能密度等優勢,經過優化的電池系統能量效率可達75%~85%,充放電循環次數可達13000次以上,目前已成為商業化程度最高的液流電池技術,但目前由于在應用層面釩電解液存在強腐蝕性滲漏問題,需要通過進口價格較高的全氟磺酸膜以及釩價格浮動,導致全釩液流電池成本較高問題成為其主要的發展制約因素。
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,在目前的研究成果中,鐵鉻液流電池的循環壽命可達10000次以上,能量效率可達70%~75%。在2018年部署于巴西的110kW/310kW·h鐵鉻液流電池系統的成本約3400元/(kW·h),可大致說明該技術的經濟性。但該技術還存在如負極析氫問題、正負極電解液交叉污染、全氟磺酸膜進口成本較高、電池的最佳工作穩定較高等不足。
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,具有顯著的成本優勢,同時理論上可以實現100%深度放電性能,能量效率可達70%,循環壽命約6000次,且基于成熟的液流技術,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,模塊化設計易于實現且較為靈活,目前發展較為迅速,應用范圍較廣,包括:電網調峰、新能源汽車、可變性能源(如風能、太陽能)的儲能和遠端緊急供電等。
2023年7月,陜西省政協邀請了儲能專家與相關政府負責人召開了一場名為“加速推進陜西省儲能產業發展的座談會”。在這次座談會上,提出了一系列實施意見,涵蓋深化電力體系改革、支持高校和企業聯合進行技術攻關等,旨在加速謀劃和培育儲能產業。長安綠電作為陜西省2023年新成立的先進儲能技術聯合研發中心,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行深入研究,始終站在儲能科技的前沿。這一舉措對于促進經濟社會發展的全面綠色轉型具有重要意義。譚強教授稱。
最后,譚強教授進一步強調:全球儲能行業正迎來勢不可擋的發展浪潮。隨著儲能技術不斷縱深發展,儲能電池的關鍵屬性,包括充放電效率、循環壽命和能量效率等,將迎來更為深入的研發和利用。鋅溴液流電池憑借其卓越的高效率和長壽命等特點,顯然具備無與倫比的優勢,其發展潛力有待深入挖掘和開發。在這不可逆轉的趨勢下,對鋅溴液流電池的進一步探索將為儲能領域帶來前所未有的推動力。而對于像長安綠電這樣高速發展的儲能企業,在陜西省未來發展儲能技術研發和儲能應用中,必將起到重要的作用,政府應制定相關政策,創造更有利于其儲能產業發展的環境,從而加速我國儲能產業迅速布局與增長。

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