中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 近期，中國科學(xué)院金屬研究所李瑛研究員、唐奡研究員團(tuán)隊在新型低成本鐵基液流電池儲能技術(shù)研究領(lǐng)域取得了新進(jìn)展。

在諸多新型儲能技術(shù)路線中，以全釩液流電池為代表的液流電池儲能技術(shù)，本質(zhì)安全、可靈活部署，因此成為了長時儲能技術(shù)中的首選電化學(xué)儲能技術(shù)路線。研發(fā)低成本液流電池新體系新技術(shù)，是解決現(xiàn)階段液流電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸的有效途徑。據(jù)介紹，研究人員以鐵負(fù)極氧化還原反應(yīng)可逆性為切入點(diǎn)，先后通過電極界面缺陷設(shè)計和極性溶劑調(diào)，成功實(shí)現(xiàn)了充放電過程中鐵單質(zhì)在電極纖維表面的均勻沉積和溶解。通過在電極界面進(jìn)行金屬刻蝕處理，使得電極纖維表面富含缺陷結(jié)構(gòu)，有效調(diào)控了Fe²⁺離子在電極界面的沉積反應(yīng)成核特性，促進(jìn)了鐵沉積反應(yīng)均一性及氧化還原反應(yīng)動力學(xué)，并利用理論計算和仿真分析揭示了Fe²⁺在碳缺陷處的雜化作用增強(qiáng)機(jī)制及鐵沉積過程演化規(guī)律。得益于此，組裝的全鐵液流電池實(shí)現(xiàn)了80 mW cm^-2的功率密度和250圈循環(huán)99%的電流效率，循環(huán)穩(wěn)定性有效提升了10倍，研究結(jié)果證明了電極界面優(yōu)化設(shè)計可有效提升鐵負(fù)極性能，為實(shí)現(xiàn)全鐵液流電池高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了新途徑。

此外，研究人員通過在溶液中引入極性溶劑，利用極性分子與氫鍵相互作用，成功弱化了溶液的水合氫鍵網(wǎng)絡(luò)，將電解液凝固點(diǎn)有效降低到-20^oC以下，且協(xié)同提升了鐵負(fù)極電化學(xué)可逆性，首次實(shí)現(xiàn)了全電池在-20^oC低溫條件下下100小時穩(wěn)定運(yùn)行，研究結(jié)果為寬溫域全鐵液流電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用推廣奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

圖（a）低溫全鐵液流電池功率密度與電壓曲線；（b）低溫電池循環(huán)與倍率性能