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可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源

   2013-09-11 鋰電世界佚名8840
核心提示:中國電池網(wǎng) 可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。

    鋰電世界  可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。但由于可再生能源具有不連續(xù)、不穩(wěn)定和不可控的非穩(wěn)態(tài)特性,使得可再生能源的普及應(yīng)用需要配置大規(guī)模(功率大和容量大)儲能技術(shù)。因此,大規(guī)模儲能技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

    判斷大規(guī)模儲能技術(shù)市場前景如何,必須同時(shí)兼顧3個(gè)方面:1.安全性;2.生命周期的經(jīng)濟(jì)性;3.生命周期的環(huán)境負(fù)荷。尤其需要注意的是,對于大規(guī)模儲能技術(shù)而言,由于輸出功率和儲能容量大,發(fā)生安全事故或者環(huán)境友好性不好,會造成嚴(yán)重的危害和重大損失。

    近幾年來人們提出了多種可充電液流電池或流體電池,如鋰離子流體電池、氫氯流體電池、氫溴流體電池等。特別是氫氯流體電池、氫溴流體電池國內(nèi)外有許多單位都在研究。近年來,研究人員也提出了多種不需要離子交換膜的液流電池。

    如中國工程院院士楊裕生的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鋅鎳單液流電池體系。英國南安普頓大學(xué)Derek Pletcher研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了鉛酸單液流電池體系等,這些體系與已達(dá)到實(shí)用化技術(shù)成熟度的全釩液流電池相比,僅僅是在某一個(gè)方面有一些優(yōu)勢或有一些創(chuàng)新。但是在綜合性能方面還有很多問題。

    卡倫研究團(tuán)隊(duì)最近在《自然通訊》雜志上發(fā)表的氫溴燃料電池,利用在直接甲醇燃料電池中已有相關(guān)研究的層流原理的兩相流技術(shù),通過電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,省略了容易被反應(yīng)生成物氫溴酸腐蝕的正、負(fù)極之間的隔膜。

    由于以杜邦公司的Nafion離子交換膜為代表的全氟磺酸膜價(jià)格昂貴。所以有一種誤解,認(rèn)為電池只要使用隔膜成本就會很高,其實(shí)鉛酸電池隔膜和國產(chǎn)的鋰離子電池多孔隔膜和全釩液流電池用非氟離子傳導(dǎo)膜成本都很低。

    另外,從電池正負(fù)極活性物質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物特性及反應(yīng)特點(diǎn)分析,卡倫團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種電池能否有應(yīng)用價(jià)值,尚有一系列科學(xué)和技術(shù)難題有待突破。

    首先是電池中使用了溴。溴是具有刺激性氣味的發(fā)煙揮發(fā)性液體,其煙霧能強(qiáng)烈地刺激眼睛和呼吸道,對多數(shù)金屬和有機(jī)物均有侵蝕作用。具有毒性。其二,電池反應(yīng)生成物氫溴酸具有強(qiáng)酸型和與鹽酸相似的刺激味。除鉑、金等貴金屬外,對其他金屬皆有腐蝕性,生成金屬溴化物。其三,電池反應(yīng)需要消耗氫氣,氫氣的來源問題有待解決,如果以電解水制氫,產(chǎn)生1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣需要4kWh(度)電,而1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣通過燃料電池發(fā)電,僅能發(fā)不到1.5 kWh(度)電。所以,這種電池的能量效率將會很低。

    綜上所述,從氫溴燃料電池本身特性而言,仍然有很多關(guān)鍵問題尚須解決,有無應(yīng)用價(jià)值仍然需要進(jìn)一步的研究才能判斷。

 
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