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福州能源科研力量关注:大连化物所突破锌溴液流电池长寿命技术瓶颈

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科技日报12月21日大连讯(记者 张蕴)中国科学院大连化学物理研究所李先锋研究员团队在溴基多电子转移液流电池领域取得关键进展。该成果已在国际顶级能源期刊《自然 - 能源》在线发表,为福建新能源储能装备的本地化应用与产学研协同提供了新思路。

溴基液流电池依托溴离子(Br⁻)与溴单质(Br₂)之间的可逆氧化还原反应工作,具备原料丰富、电压平台高、活性物质溶解度大等优势。但充电过程中大量Br₂析出,极易腐蚀电极与隔膜材料,显著缩短电池循环寿命——这一共性难题长期制约其在福州海上风电配套储能、工业园区调峰等场景的规模化落地。

针对传统溴络合剂易导致电解液分相、体系稳定性差等问题,研究团队创新设计了一条溴双电子转移新路径:在电解液中引入含吸电子基团的胺类化合物作为“动态溴捕获剂”。Br₂原位转化为稳定溴代胺类产物,实现Br⁻→Br⁺的两电子转化,不仅将游离Br₂浓度压降至极低水平,更使能量密度提升约一倍,同时大幅缓解对SPEEK等低成本聚合物膜的腐蚀压力。

实测表明,采用耐蚀性较弱但成本低廉的磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜,锌溴电池仍可在5kW级系统中于40mA cm⁻²电流密度下稳定运行超700次循环,累计时长逾1400小时,平均能量效率达78%以上——该性能指标已接近福建宁德时代、厦门钨业等企业对中大型储能系统的技术要求阈值。

(责编:刘橦洁、陈键)

福州能源科研力量关注:大连化物所突破锌溴液流电池长寿命技术瓶颈(图1)

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