铁铬氧化还原液流电池系统

以聚丙烯腈碳毡作电极,电池运行前电沉积Pb和Bi作为负极电催化剂和析氢抑制剂,以聚苯乙烯磺酸型阳离子交换膜为隔膜,浸蜡石墨板作双极板,组装出输出功率为270W的氧化还原电池系统.测试表明,电池系统在近120个充放电周期内性能稳定,系统的电流效率为93%,电压效率为78%,能量效率为72%.     

全钒液流电池模拟与仿真研究进展

全钒液流电池(VRB)的模拟和仿真是电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据VRB模型的复杂程度,本文详细介绍了VRB经验和半经验模型的研究内容,重点分析了近年来发展迅速的机理模型研究,对比分析了每个模型的优缺点,指出了VRB模拟和仿真未来的研究方向主要是建立接近真实的模型以及与实际运行控制系统联合,同时模拟仿真的实体也应从单电池向电堆、模块和电池系统发展。     

氧化还原靶向原理在液流电池中的应用进展

液流电池是一种技术比较成熟的储能系统,但因活性物质的溶解度问题影响了能量密度,由此导致的低能量密度限制了其广泛应用。为了促进液流电池的快速发展,而不影响原本液流电池所具有的相关特性,针对此缺陷而提出的氧化还原靶向反应进行详细的介绍,简述了氧化还原靶向反应的工作原理,并将对近些年此原理与液流电池结合的研究做简要的介绍,指出了其中的创新点,同时对现今此原理的实际应用中存在的不足之处和发展方向提出展望。     

全钒氧化还原液流电池的发展现状

简要介绍了全钒氧化还原液流电池的工作原理,并对钒电池的组成及其电解液的制备方法和钒电池的分类及市场前景进行了简明叙述。列举了钒电池在国外的商业化情况,并简要分析了国内外钒电池的发展过程和研究现状。中国风能、太阳能等可再生资源储量丰富,对环境友好的大容量存储电池需求迫切,因此认为近几年中国全钒氧化还原液流电池具有良好的发展前景,这将会极大促进中国钒资源的开发。     

全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性

为了探究全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性,采用循环伏安、质量分析法、SEM和充放电实验研究了石墨毡的电化学性能、质量及形貌的变化。研究结果表明：实验选用的石墨毡电极在实验时间内因氧化而发生失重,同时吸附电解液,使电极质量随时间变化呈先减少后增加的趋势。但是,石墨毡的电化学性能仍然保持稳定,单片电池的能量效率及库仑效率维持在80%与96%左右。     

羟基自由基对全钒液流电池石墨毡电极的性能影响

采用H2SO4和H2O2的分解产物羟基自由基,对石墨毡电极进行表面处理。循环伏安法和交流阻抗测试显示,处理后石墨毡的阴阳极峰电流分别提高160.96%和120.24%,极化反应电阻从74.95 Ω·cm2显著降低至18.92 Ω·cm2。红外光谱测试表明石墨毡处理后表面含有大量含氧亲水基团,拉曼光谱测试结果显示处理后石墨毡的石墨化度降低,进一步证明了石墨毡电极表面受到了不同程度的氧化。X射线光电子能谱测试显示石墨毡处理后的含氧量提高0.58%,定量地证明了红外光谱和拉曼光谱的测试结果。采用自制静态单电池对石墨毡电极进行测试,处理后石墨毡的充放电容量分别提高37.04%和22.22%,表明该方法处理石墨毡电极能够显著提高全钒液流电池性能。     

钒氧化还原液流电池负极电解液的研究进展

钒氧化还原液流电池作为一种较为理想的大规模储能技术,近年来已在多个国家和地区投入实际应用.其电解液负责存储和提供电活性物质,性能直接影响电池的充放电效率和容量,因此,研究并提高其性能是钒电池应用和发展的重要课题之一.本文从溶解规律和稳定性、钒离子的存在形式和性能优化等方面综述了钒电池负极电解液的研究进展情况,并对今后的...     

钒氧化还原液流电池正极电解液热稳定性的研究进展

钒氧化还原液流电池是一种优势众多、较为理想的大规模储能技术.电解液作为钒电池的核心部分,其热稳定性直接决定了钒电池的稳定性和使用寿命.从电解液组成比例、支持电解质种类和添加剂3方面综述了钒电池正极电解液热稳定性的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望.     

木质素磺酸钠作为全钒液流电池添加剂的研究

摘要〖HTSS〗：采用电化学方法分析了不同含量木质素磺酸钠对钒电池正极电解液的影响。交流阻抗、紫外可见光谱和单电池充放电实验验证了木质素磺酸钠添加后的效果。分析结果表明：添加量为0.1% 时,电荷传递电阻由5.446Ω·cm2 减小到1.002Ω·cm2 ,双电层电容由4.16×10-4F·cm-2 减小到1.298×10-4F·cm-2 ,添加不同含量的木质素磺酸钠并没有显著影响激发态波长和吸光度,但是充放电性能显著提高,这表明木质素磺酸钠具有很强的化学及电化学稳定性,有利于提高钒离子的传导和电能的储存。     

钒液流电池在不同温度下的充放电特性

利用10电池电堆考查了在15~35℃范围内温度对钒电池极化曲线、循环效率、充放电容量以及自放电性能的影响,并进行了机理分析,测试结果表明,在温度逐渐升高的过程中,除电流效率逐渐降低外,电压效率、充放电容量、自放电速率均逐渐升高,在实际应用过程中,应严格对温度进行控制以保证钒电池系统的稳定运行。     

西班牙研发出新型有机氧化还原液流电池

近日,西班牙研究储能技术的研究中心CIC EnergiGUNE领导研发了高性能绿色氧化还原液流电池(Higreew)研究项目,以生产廉价高效的氧化还原有机液流电池。这种新型电池将以水溶性有机电解质为基础。科学家们表示,这种电池电解质成本低,与优化的低阻膜和快速电极动力学兼容。该项新技术将使研究人员开发出更环保、更可持续的氧化还原液流电池,具有更高的功率和能量密度,同时提供更长使用寿命。     

10千瓦级全钒液流储能电池系统通过鉴定

由中科院大连化物所承担的“863”课题——氧化还原液流储能电池系统的研究开发，在大连通过由科技部组织的专家组验收和辽宁省科技厅主持的成果鉴定。     

基于框架设计的液流电池流场优化模拟研究

液流电池通常采用对角平推流流场,会形成电解液滞留区,造成电池局部浓差极化大,影响综合性能。鉴于此,提出了一种基于框架设计的流场优化方法,通过设计电极框架,可以得到“蛇形流道”和“平行流道”两类流场。以全钒液流电池为例,通过数学建模,研究了不同流场结构和参数对于多孔电极内电解液流动特性、电化学反应和温度变化特性的影响规律。计算结果与实验结果一致性良好,结果表明：电解液在“平行流场”内的流动均匀性比在“蛇形流场”内好,且不存在滞留区,同时在“平行流场”内浓差极化也较“蛇形流场”低;此外,对于同样的电极面积,在电极内部的“平行流道”越多,电解液的流速分布越均匀,反应特性越好。     

全钒液流电池充电/放电过程模型

建立全钒液流电池充电/放电过程模型,描述钒离子在离子传导膜中渗透产生的自放电现象对电池过程影响,反映电解液中不同价态钒离子浓度随时间变化规律,以及电池开路电压、端电压的时间依存性。通过与实验结果对比,数值模拟与实验结果保持良好一致性,验证所发展的数学模型的有效性。利用数值模拟再现实验结果,研究了充放电电流与电池容量的关系。结果表明：电池容量随电流的变化存在峰值。所建立的全钒液流电池过程模型,为液流电池储能系统的设计和操作提供依据。     

丙三醇对钒液流电池电解液影响的交流阻抗研究

采用交流阻抗法研究了添加剂丙三醇对全钒氧化还原液流电池阳极电解液电极反应影响的内部作用机理。通过RS(Cd(RpW))形式的等效电路对其阻抗谱进行了较好的模拟解析,研究结果发现,随着丙三醇含量的依次增加,溶液电阻、双电层电容和极化电阻均出现最小值,浓差极化电阻出现最大值,此时添加量均为1%,说明含有一定量供电子基团结构的丙三醇能够有效结合钒离子,均匀分散于溶液中,使得溶液电阻降低,当钒离子结合丙三醇后体积增大,双电层电容距离增加,从而双电层电容降低,当钒离子结合丙三醇后更利于向电极表面吸附,提高阳极电解液的催化效率,加大了电极表面反应物浓度与本体溶液中的差值,使得浓差极化电阻增强,电极反应效率提高。     

锌溴液流电池通道的计算流体力学模拟

针对不同类型的锌溴液流电池通道,利用流体力学计算软件 FLUENT对流体的流动状态进行了模拟。结果表明,在相同流速条件下,直角通道和弯角通道流体的局部流速最大值都出现边壁突变处;在液流电池反应区,流体的局部流速和湍流程度的分布存在不均匀现象。通过改变进出反应区的分流通道数量和结构,可以使电解液在反应区流动均匀,改进整个流动体系的传质性能,进而使锌溴液流电池电堆的充放电性能得到提高。     

全钒液流电池电解液分布的数值模拟

为了提高全钒液流电池双极板流道电解液分布均匀性,考察流体流动行为,本文基于计算流体力学,在传统平直并联流道基础上通过增加倾斜挡板和入口流堰,改进流道结构;同时探究钒电池用电解液在分段式多通道蛇形流道内流体水力学特征。数值模拟结果表明：分段式多通道蛇形流道既可以保持传统蛇形流道流体均匀分配的性能,又能有效降低流阻,减少泵耗;合适的电解液流速及其均匀分布可以优化电解液活性物质浓度分布,提高电解液稳定性,增大钒电池能量效率。     

液流电池双极板材料研究进展

对双极板材料的最新研究进展进行了综述,对不同的材料进行比较分析,提出了面临的挑战,并对未来发展方向进行了展望。     

大规模蓄电储能全钒液流电池研究进展

全钒液流电池是一种新型蓄电储能设备,不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。本文综述全钒液流电池的国内外技术发展状况,包括研究开发历史、电池关键材料和典型工艺过程;展望大规模蓄电储能的电池技术未来发展趋势。     

锑离子添加剂对低共熔溶剂(DES)电解液液流电池的性能改善研究

非水系氧化还原液流电池（NARFB）的广泛应用受制于其较低的性能。在电解液中加入一些金属离子添加剂是一种可能的解决方案。实验研究了Sb³⁺离子对低共熔溶剂（DES）电解液液流电池电化学性能的影响。结果表明,添加Sb³⁺离子可以强化V（Ⅲ）/V（Ⅱ）氧化还原离子对的电化学反应动力学（最高可达22.6％）过程,钒离子在DES中的扩散系数提高了63.3％,并且电荷转移电阻降低了11.9％。场发射扫描电子显微镜表明,Sb³⁺离子电沉积在石墨毡的表面,对电化学反应起催化作用,从而改善了电化学性能。考虑增强的动力学和降低的活性比表面积之间的平衡,确定了Sb³⁺的最佳浓度为15 mmol·L^-1。此外,当使用含有Sb³⁺的负极电解液液流电池时,液流电池的功率密度提高了31.2%,从含原始电解质的3.08 mW·cm^-2到含15 mmol·L^-1 Sb³⁺离子的4.04 mW·cm^-2。这些结果为改善NARFB的电池性能提供了一个便捷而有前景的方法。