液流储能电池技术研究分析进展.docVIP

???? 液流储能方法与技术 徐景妍 (中南大学化学化工学院 湖南 长沙 410083) 摘要：介绍了液流储能电化学体系的原理、动力学、特点及发展方向。重点对全钒、多硫化钠-溴和锌-溴液流储能电池的工作原理、特点、国内外研究现状及发展趋势进行了介绍,并对其他探索性液流储能电池体系进行了介绍。最后,提出了制约液流储能电池技术发展的问题,展望了液流储能电池未来发展趋势。 关键词：液流储能电池?全钒?多硫化钠-溴??锌-溴 Liquid flow?energy storage method?and technology Xu,Jingyan (College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract:The flow energy storage battery system,characteristics and the developing direction were introduced.In this paper,we focus on the introduction to the working principles,characteristics,RD progress and development trend oft he all-vanadium,sodium polysulfide/bromine and zinc/bromine redox flow batteries.Also we discuss other types of flow batteries.Finally,the keyproblems limiting the technology development are pointed out and the suggestions for futurere search are given. Keywords:flow energy storage battery; kinetic; all-vanadium; sodium polysulfide/bromine; zinc/bromine 1.前言 化学储能,主要包括各种蓄电池和电解水制氢 储氢 燃料电池发电。由于大规模储氢目前尚难以实现,且燃料电池价格高,能量循环转换净效率低,故这种燃料电池用于规模储能也不现实。蓄电池中的锂离子电池、钠硫熔融电池、铬镍电池及超级电容器等也不适于用作大规模的蓄电技术。纵观不同类型的化学蓄电池,液流电池将会以其自身的显著特点而成为规模蓄电的最佳选择。液流电池从提出到现在已有30余年的历史,其发展过程不像某些化学电源(如锂离子电池)那样,在一个时期内集中了大批的研究者而迅速地成长起来,这与整个社会的需求和人们的认识息息相关。如今,随着可再生能源的不断应用,大规模高效蓄能技术的研究开发会成为国际上能源领域的热点。液流电池储能技术是一种大规模高效电化学储能(电)新技术。通过反应活性物质的价态变化实现“电能-化学能-电能”的电能存储功效。相比于其他储能技术,液流储能电池具有如下优势:输出功率和容量相互独立,系统设计非常灵活;能量效率高(75%)；电池使用寿命长,运行稳定性和可靠性高;可深度放电而不损坏电池,自放电低,在系统处于关闭模式时无自放电;选址自由度大,无污染、维护简单,运营成本低；无爆炸或着火危险,安全性高等。液流储能电池系统作为高效的储能装置在民用和军用方面有着广阔的应用领域和市场前景。在强大的社会发展需求和巨大的潜在市场的推动下,大规模、高效率、长寿命、低成本、无污染的液流蓄电池将迎来一个蓬勃发展的新时期。本文简要介绍了液流电池的研究概况,提出了目前还需深入研究的一些问题,并展望其今后可能的发展前景。 2?液流电池电池及其特点 2.1?液流电池及其基本结构 液流电池(Flow Redox Cell)或称氧化还原液流蓄电系统,最早由美国航空航天局(NASA)资助设计,1974年由Thaller L.H.[1]公开发表并申请了专利。与通常蓄电池的活性物质被包容在固态阳极或阴极之内不同,液流电池的活性物质以液态形式存在,既是电极活性材料又是电解质溶液。图1是液流电池的原理图，正极和负极电解液分别装在两个储罐中，利用送液泵使电解液通过电池循环。在电堆内部，正、负极电解液用离子交换膜（或离子隔膜）分隔开，在离子交换膜两侧的电极上分别发生还原和氧化反应。电池外接负载和电源。电