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千次循環依舊健康 新鐵基液流電池或成為新能源支柱
2024年03月26日 16:25:19
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：6479
電能是新能源的一種重要載體，儲能產品則一定程度上為電能提供了一種靈活調度的手段，提升了電能的穩定性，擴展了電能使用的靈活性。換言之，作為目前儲能產品中極具代表性的一類，電池技術的發展一定程度上影響著新能源產業的發展速度和穩定性。因此，電池技術同樣是新能源領域的核心技術之一。
【化工儀器網 行業百態】電能是新能源的一種重要載體，儲能產品則一定程度上為電能提供了一種靈活調度的手段，提升了電能的穩定性，擴展了電能使用的靈活性。換言之，作為目前儲能產品中極具代表性的一類，電池技術的發展一定程度上影響著新能源產業的發展速度和穩定性。因此，電池技術同樣是新能源領域的核心技術之一。
而在電池產業的發展中，大規模儲能一直也是一個重要性話題。眾所眾知，新能源存在間歇性的特點，簡單地說就是其產生能量的過程受到環境的影響，不同季節不同時間所能提供的能源并不穩定，因此許多時候需要統一儲備，來滿足長時間使用的需要。而不同于傳統電子產品對于電池的需求，這種需要供給整個電網使用的電池不但需要更大的儲能空間，還需要擁有更長的充電周期，以滿足隨機充放電的使用需要。
顯然這并非一件易事，僅僅是解決充電周期內充電容量的快速下降就花費了研究人員非常大的精力。而就在最近，美國能源部太平洋西北國家實驗室團隊在鐵基電池領域獲得了突破，設計出了一種比先前類似鐵基電池使用壽命更長，相同充電周期內充電容量下降更慢的電池——鐵基液流電池。
據悉，這種新的鐵基電池創新性地將水處理設施中使用的一種常見化學品用于大規模儲能，這種物質被稱為含氮三膦酸酯、次氮基三甲基膦酸(NTMPA)。由于這種物質主要被水廠用于抑制腐蝕，因此非常容易大量獲得。而它恰巧能將帶電鐵與中性pH值的磷酸鹽基液體電解質或能量載體相結合.
鐵基液流電池的工作原理并不復雜，與大多數電池一樣通過電化學反應充電，并以化學鍵的形式儲存能量，不過在其特別的雙腔室結構(由兩個腔室組成，每個腔室都充滿不同的液體)，以及NTMPA的影響下，這種電池制造工藝得到了足夠的簡化，理論上來說，建設從實驗室工作臺規模到城市街區的大小的鐵基液流電池都是可行的，并且實際使用事，千次循環充電電池仍可保持超九成最大容量。
目前這種電池存在的主要問題還是停留在能量密度。盡管從宏觀角度來看，用地球上儲量豐富的材料構建的新系統比現有的商業化系統在擴張性和可能性上更為突出，但是相較于更加成熟的技術，9瓦時/升的能量密度還是遜色了。但這項技術歸根結底還處于起步階段，或許隨著技術的不斷成熟，未來某一天，新鐵基液流電池會成為新能源電網上一顆璀璨的明珠。
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