全钒液流电池提高电解液浓度的研究与应用现状

全钒液流电池电解液为单一钒元素各价态离子的电解质溶液,避免了不同元素离子通过膜渗透产生的交叉污染,电池循环次数高,使用寿命长。全钒液流电池非常适合电站削峰填谷、新能源发电储能和偏远地区供电等。但受钒离子溶解度的限制,全钒液流电池电解液浓度相对较低,导致电池能量密度较低、电解液储罐体积大,钒电池更适用于静态储能系统,而较难应用于电动汽车、电子产品等领域,而电解液成本高也限制了其大规模商业化应用。本工作基于各价态钒离子在不同酸度和温度条件下在传统H₂SO₄溶液中的溶解性能,总结了通过引入添加剂、改变支撑电解质和构建混合相电解液以提高钒电解液浓度和稳定性的方法及研究现状,介绍了不同种类添加剂在高温下稳定V(V)的作用机理,不同酸作为支撑电解质对V的溶解性及电解液电化学性能的影响,以及混合相电解液对于稳定电解液的内在机制。重点分析了最近研究报道的新型高浓度钒电解液,展望了大幅提高钒电解液浓度的可行性及研发方向。综合分析表明,改变传统H₂SO₄支撑电解质,如HCl/H₂SO_4<...     

全钒液流电池在充电结束搁置阶段的开路电压变化

本工作通过对全钒液流电池的充电-搁置实验,对电池搁置阶段的开路电压变化进行探索。实验发现,全钒液流电池的开路电压变化与非液流储能电池有所不同,主要由跃降、缓慢下降、缓慢上升和趋于稳定四个过程组成。本工作首先对全钒液流电池开路电压的四个过程逐步进行分析,然后重点针对开路电压出现缓慢上升的原因及影响因素进行探索。实验结果表明全钒液流电池开路电压缓慢上升的过程与电池内电解液体积占比和流量有关,是全钒液流电池在充电结束搁置阶段的重要特征。电池内电解液体积占比越小,开路电压缓慢上升过程越长,上升幅度越小。电解液流量越大,开路电压缓慢上升过程越短,上升幅度越小。     

先进压缩空气储能系统全生命周期能耗及二氧化碳排放

先进压缩空气储能系统是一种具有广泛应用前景的储能技术,对其展开全生命周期能耗及二氧化碳排放研究,对促进储能技术发展和政策制定有指导意义。本工作以10 MW先进压缩空气储能系统为研究对象,建立了压缩空气储能系统的全生命周期模型,基于实际机组、国家标准及相关文献等对生命周期各阶段进行清单分析,获得了压缩空气储能系统的全生命周期能耗、能效及二氧化碳排放,并进行了敏感性分析。研究结果表明,系统全生命周期度电能耗和度电二氧化碳排放量分别为5.653 MJ和36.73 g,净能量效率为63.68%;运行阶段的能耗和二氧化碳排放占比最大,分别为99.16%和90.49%;系统运行效率、系统寿命及发电时间都是全生命周期二氧化碳排放的重要影响因素,而全生命周期能耗对系统运行效率的敏感性较大。     

超导技术在智能电网中的应用

本文阐述了超导技术的发展,通过超导技术在智能电网中的应用,分析超导电缆和超导储能装置技术在这两个领域的作用及与传统方式的比较,得出超导技术所带来的革命性的进步,并分析超导技术发展所面临的一些难题。     

面向新型电力系统的新能源与储能联合规划方法

随着电网负荷日益增加和新能源在电网渗透率的不断提高,针对电力市场环境下新能源和储能电站规划问题,提出一种考虑电力市场调度影响的双层规划方法。首先,上层规划用来模拟投资主体,以净收益率最高为目标,决策变量为新能源和储能装置的安装位置和额定参数,下层规划用来模拟市场经济调度,以社会福利最大化为目标;然后,基于分解与重构思想,将双层规划模型分解为一个主问题和两个子问题,通过主子问题迭代的方式进行求解;最后,以IEEE-14节点系统为例,验证了所提规划算法的有效性,并分析了不同售电价格对规划结果的影响。     

计及储能效益的综合能源系统利益分配机制研究

合理的利益分配机制能保障储能收益,激发储能参与辅助服务的动力,提升新能源消纳率。以综合能源系统参与主体为研究对象,以传统Shapley值法分配策略为基础,引入风险分摊、投入程度、协作优化、环境污染4类主体价值标签,构建云重心法修正的Shapely值法利益分配模型,量化联盟主体的贡献和价值并分配利益。算例分析表明,所提模型可实现各主体对综合能源系统的综合贡献水平与利益分配的精准匹配,提升投资者投资储能的积极性。     

电工所在高性能石墨烯基超级电容器研究中取得进展

正超级电容器作为新型储能器件,具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长等优点,但其能量密度一直受限于电极材料的性能。中科院电工研究所马衍伟课题组通过金属镁热还原二氧化碳气体,成功制备出富含孔道结构的石墨烯电极材料。基于此石墨烯研制的超级电容器,在水系和有机电解液中表现出优异的功率特性和循环寿命,在功率密     

量子点诱导高氮掺杂提高氧化石墨烯基超级电容器性能

使用氧化石墨烯量子点(GQD)嵌入氧化石墨烯(GO)层间,在NH₃氛围下采用光照辐射进行还原和氮掺杂,制备一种类“三明治”结构的超级电容器电极材料。光化学还原法可以在短时间内实现材料的还原和掺氮。氧化石墨烯量子点丰富的边缘活性位点使氮的原子数分数高达18.19%,大幅提高了材料的湿润性和电导率。同时量子点嵌入氧化石墨烯层间,可以有效防止氧化石墨烯片的堆叠,增加材料中离子通道数量。制备的两电极超级电容器在0.3 A/g电流密度下的比容量高达380 F/g,电极充放电循环2 000次以后,电容量仍然保持初始电容量的86%。这种富氮石墨烯在新型储能系统中具有潜在的应用前景。     

剩余容量匹配的储能装置负荷分配控制技术研究

随着我国现代化技术的不断发展,人们对负荷分配控制技术投入了更多的关注,面对传统技术模式的弊端,如何基于剩余容量差异实现储能单元间的负荷分配成为需要思考的问题.基于此,本文对储能装置负荷分配控制技术展开研究,从方案设计入手,对控制策略、柔性热投切控制方法及分析验证等内容加以讨论.     

复合表面活性剂对油包水型高内相乳状液流变性和稳定性的影响

为了研究复合表面活性剂对油包水型高内相乳状液流变性和稳定性的影响,选用由PIBSA-TEA和油酸二乙醇酰胺、椰子油酸二乙醇酰胺、失水山梨醇单油酸酯等小分子表面活性剂组成的复合表面活性剂制备HCEs,并检测所制得HCEs的流变性和储存稳定性.结果表明:表面活性剂对HCEs的剪切应力和储能模量有较大的影响.采用复合表面活性...