大連化物所堿性鋅鐵液流電池研究取得新進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員李先鋒和張華民帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在堿性鋅鐵液流電池研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。

儲(chǔ)能技術(shù)是分布式能源系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)。近年來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的堿性鋅鐵液流電池儲(chǔ)能技術(shù)具有成本低、安全性高、開路電壓高和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。盡管如此，堿性鋅鐵液流電池在充、放電循環(huán)過(guò)程中伴隨著鋅枝晶及鋅累積的問(wèn)題，影響了電池的可靠性。因此，解決鋅枝晶和鋅累積的問(wèn)題，提高電池的可靠性是堿性鋅鐵液流電池實(shí)用化的關(guān)鍵。

為解決以上問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)基于對(duì)離子傳導(dǎo)膜的深刻認(rèn)識(shí)(Chem. Soc. Rev.)，將荷負(fù)電荷的多孔離子傳導(dǎo)膜引入到堿性鋅鐵液流電池中。利用離子傳導(dǎo)膜中負(fù)電荷對(duì)Zn(OH)42-離子的排斥作用，實(shí)現(xiàn)堿性鋅鐵液流電池在充電過(guò)程中鋅的沉積方向由沿離子傳導(dǎo)膜向沿電極側(cè)轉(zhuǎn)變，避免了鋅枝晶對(duì)隔膜造成破壞，大幅度提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，該設(shè)計(jì)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(tǒng)的鋅基液流電池鋅負(fù)極面容量受限的問(wèn)題。研究結(jié)果對(duì)鋅基電池中鋅負(fù)極的調(diào)控具有重要的借鑒意義。

以上研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院前沿重點(diǎn)項(xiàng)目等資助。