首个高能量低温液流电池面世

工程学院机械与自动化工程学系卢怡君教授领导的研究团队成功研发一种新型活性电解液,让高效能及高寿命的液流电池能在室温及低至摄氏负20度的环境中运作。该液流电池的高功率密度达282.4 mW cm-2,于摄氏负20度仍稳定运作超过800个生命周期(即逾1,200小时),并能在极端天气变动或低温的环境中维持高电量及高电池寿命,是液流电池应用于储存可再生能源的重大突破,详情已刊登于权威学术期刊《Nature Energy》。

液流电池安全、能源储存效能高,可大规模应用于太阳能及风能等断续再生能源。然而,液流电池的电解液于冰点以下会结冰、反应减慢、活性物质的溶解度受限,不能应用于寒冷地域,令可再生能源电网的应用容易受极端天气变动所影响。较早前美国得克萨斯州因暴风雪导致电力中断,数以百万的市民受影响,这凸显了在温差大的环境提供可靠电网及能源储存系统的重要性。

目前研究最为成熟的的全钒液流电池在温度下降时,其溶解度及反应速率会减慢,因此大部分商用的液流电池在低温环境应用时,需采用价格较高及耗能较大的制热系统。

卢教授及其研究团队采用了一种崭新活性物质—多电子杂多酸H6P2W18O62 (HPOM),研发能在冰点以下提供高能量及耐用的液流电池,HPOM的凝固点低至摄氏负35度,并于负20度拥有高传导率(74.32 mS cm–1),是低温环境下应用高能量密度液流电池的理想活性物质。

卢教授表示:「研究团队正部署进行大规模原型制作示范,目标是将成果商品化。以往于极端寒冷天气地域难以开发大规模能源储存系统,是次研究成果提供了新机遇,并推进研发稳定而高效能液流电池的发展。」

足本论文,可以此处阅览。

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