近日, 中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒和張華民帶領的研究團隊在堿性鋅鐵液流電池研究方面取得新進展, 相關研究結果發表在《自然-通訊》 (Nature Communications) 上.
儲能技術是分布式能源系統的關鍵核心技術. 近年來, 該研究團隊開發的堿性鋅鐵液流電池儲能技術具有成本低, 安全性高, 開路電壓高和環境友好等特點, 在分布式儲能領域具有很好的應用前景. 儘管如此, 堿性鋅鐵液流電池在充, 放電迴圈過程中伴隨著鋅枝晶及鋅累積的問題, 影響了電池的可靠性. 因此, 解決鋅枝晶和鋅累積的問題, 提高電池的可靠性是堿性鋅鐵液流電池實用化的關鍵.
為解決以上問題, 研究團隊基於對離子傳導膜的深刻認識 (Chem. Soc. Rev.) , 將荷負電荷的多孔離子傳導膜引入到堿性鋅鐵液流電池中. 利用離子傳導膜中負電荷對Zn(OH)42-離子的排斥作用, 實現堿性鋅鐵液流電池在充電過程中鋅的沉積方向由沿離子傳導膜向沿電極側轉變, 避免了鋅枝晶對隔膜造成破壞, 大幅度提高了電池的迴圈穩定性. 此外, 該設計可顯著提高鋅基液流電池的面容量, 在一定程度上解決了傳統的鋅基液流電池鋅負極面容量受限的問題. 研究結果對鋅基電池中鋅負極的調控具有重要的借鑒意義.
以上研究工作得到國家自然科學基金, 中科院前沿重點項目等資助.
