科普 | 储能领域新篇章——液流电池
能源是人类生存和发展的重要物质基础,是促进经济发展的重要因素。然而传统的化石能源消耗日益增长,能源储存逐渐枯竭。且在使用的过程中带来了严重的环境污染。发展可再生清洁能源成为重中之重。但是风能、太阳能等可再生能源固有的随机性、间歇性、波动性、直接并网难等特性,限制了可再生能源的发展利用。需要发展相应的储能技术实现可再生能源平稳输出,实现并网。液流电池是一种高安全、高性价比、高能效、长寿命的规模储能技术,可以在保证太阳能、风能和潮汐能等间歇性能源的储存的前提下,实现大规模的储能。也可以将电能从非高峰需求时段转换为高峰需求时段,从而维持用电的稳定平衡,增强电网的稳定性。
液流电池示意图
① 循环寿命长。液流电池活性物质电化学反应一般极化较小,可逆性高,也没有普通电池存放过程中的自放电问题,存储寿命长。
② 安全性高:液流电池一般采用的是水溶液体系,没有潜在的爆炸和燃烧的危险,安全性好。
③ 规模容量易调节:液流电池的容量密度只与电解质的体积浓度有关,功率密度只与电堆大小和数目有关,因此通过增加电堆的大小和数量,就可以增加输出功率;增加电解液的体积,就可以增加储能容量密度。
与新能源发电配合:目前风能、水能、太阳能等新能源发电具有很强的波动性和间歇性,因此需要动态储能系统加以调节。如果想发展大规模发电也需要相应的大规模的储能装置,因此液流电池特别适用。
发展新型动力汽车:液流电池充放电能力很强,可以进行大电流放电和深度放电,作为动力汽车的电池很方便实用,具有很广泛的应用前景。
发电或备用能源装置:海岛、偏远地区,如果建设常规电站或架设输电线路则造价太高,使用液流电池并配以太阳能、风能等发电装置,可保障这些地区的稳定电力供应。此外,发生突发情况导致停电时,也可以使用液流电池当作应急能源。
离子交换膜:离子交换膜可以影响电池的自放电、寿命和单个电池的功率密度等,因此需要开发选择性高、导电率高、价格低、稳定性好的离子交换膜。
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