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          我所開發出70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆

            近日,我所儲能技術研究部(DNL17)李先鋒研究員團隊開發出70kW級高功率密度全釩液流電池單體電堆。該單體電堆體積功率密度由目前的70kW/m3提高至130kW/m3,在體積保持不變的條件下,功率由30kW提高至70kW,成本較目前的30kW級電堆降低40%,有望助推全釩液流電池的商業化進程。
            全釩液流電池因其安全性高、壽命長、效率高、環境友好等特點,是大規模儲能的首選技術之一。目前由于全釩液流電池初始投入較高,限制了其進一步普及應用。電堆是全釩液流電池系統主要核心部件,其功率密度決定了電堆成本。功率密度越高,相同輸出功率條件下,電堆體積越小,成本越低。
            本工作中,李先鋒團隊采用自主開發的新一代高選擇性可焊接多孔復合膜和可焊接高導電雙極板,利用其可焊接特性,開發出短流程、超薄電池結構,并結合低流阻、高均勻分配流道的結構設計,研制出70kW級電堆。經測試,該電堆在70kW額定功率充放電條件下的能量效率為81.0%;在60kW恒功率充放電條件下能量效率為82.1%。此外,該電堆連續穩定運行1200多個循環后,能量效率衰減率僅為1.7%。使用該電堆,可將一個20尺的250kW儲能單元模塊升級為500kW儲能單元模塊,不僅功率單元體積大幅減小,更降低了系統配套設施的成本。該電堆的開發提升了儲能系統功率單元的集成度,有望大幅提升儲能系統的經濟性和可靠性。
            儲能技術研究部團隊多年來堅持“產—學—研—用”的研發模式,面向國家重大戰略需求,解決了新一代全釩液流電池關鍵材料、核心部件電堆及系統等方面系列關鍵科學與技術問題,取得了一系列技術突破,大幅度提高了液流電池系統的經濟性和可靠性。并突破了新一代液流電池儲能技術的工程放大和規?;a技術,推動了液流電池技術大規模產業化。近年來,基于團隊技術支撐在國內外先后實施了包括全球最大的100MW/400MWh大連全釩液流電池儲能調峰電站國家示范項目在內的20余項商業化應用示范項目。并積極開展產業化推廣,相繼在國內外技術許可開封時代新能源、新興鑄管、比利時EcoSourcen等國內外多家企業,推動了液流電池產業化發展,為我國新型電力系統的建設提供了重要的關鍵技術支撐。
            以上工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金杰出青年基金、中國科學院A類先導專項、中國科學院工程實驗室等項目的支持。(文/劉濤、邢楓 圖/智麗萍、程韜)
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