大尺度钒电池石墨烯电极材料问世 有效降低钒电池成本

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日期:2021-06-10 15:49:03    来源:科技日报    

9日,记者从长沙理工大学获悉,该校丁美、贾传坤教授团队,联合中南大学、中科院北京纳米能源与系统研究所等多家科研团队,历经多年,自主研发设计出了世界首款液流电池电极材料大尺度生长设备。同时,首次开发出了一种大规模储能钒电池专用的石墨烯复合电极材料,可显著提高钒电池功率密度、能量效率和循环寿命,有效降低钒电池成本。这一技术,有望为大规模储能液流电池的商业化电极开发提供新思路。目前,成果已完成专利技术转化,进入商业应用孵化和中试阶段。6月7日,相关成果也发布在了我国著名学术期刊《纳米研究》上。

“30-60 碳达峰-碳中和”背景下,太阳能、风能等新能源开发利用成为研究热点。新能源发电清洁环保,但同时存在不稳定、不连续等问题,亟需研发先进的大规模储能装置和技术。液流电池因循环寿命长、安全可靠、可快速和深度充放电等优点,成为目前最具潜力的大规模储能技术之一。不过,现下发展最为成熟的钒液流电池,依然存在成本高和电池能量密度低的商业瓶颈。

丁美介绍,电极材料是钒电池功率模块成本和电池转化效率高低的决定性因素。该类电池常用的石墨毡或碳毡电极材料,存在比表面积低和催化性能差等缺点,严重影响了电池功率、效率和使用寿命,进而影响了电池整体成本。

团队最新自主研发出的新型大尺寸石墨烯复合电极,可有效提升电极比表面积和对钒离子氧化还原反应的催化性能。实验数据显示,以该石墨烯复合电极组装的钒电池,功率密度较原始电极材料可提升80%以上。同时,还表现出了优越的循环稳定性。(记者 俞慧友)

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