有機氧化還原液流電池儲能的可持續性和安全性

有機氧化還原液流電池儲能的可持續性和安全性

有機氧化還原液流電池（AORFBS）以電能形式儲存可再生能源，并提供給電網。傳統的液流電池成本昂貴，電解質有腐蝕性。為解決這些問題，提出一種中性水AORFBS，其具有極好的長循環性能，且輸出功率高，是可持續和安全的能源存儲的一種選擇。

隨著全球能源需求不斷增加，需要大規模利用可再生能源（如太陽能、風能等），這就需要有效的能源存儲方式。AORFBS可以大規模儲能，相比傳統可充電電池（如鉛酸電池、鋰電池），AORFBS接入電網穩定性更好，可以高功率輸入輸出。傳統RFBS（液流電池），包括釩-RFBS及鋅-RFBS，雖然技術成熟，但釩及鋅資源有限，且兩種電池有電流低、成本高、電解質易腐蝕等缺點。因此，發展低成本、更安全的AORFBS以滿足新能源存儲需求十分必要。AORFBS可克服RFBS的缺點以及電解質材料性能不穩定的缺點，具有比RFBS更高的能量密度。

提出了一種二茂鐵/甲基紫中性水有機氧化還原液流電池（FcNCl/MV AORFBS）。所設計的FcNCl/MV AORFBS采用有高度可溶性的二茂鐵化合物（二茂鐵基甲基）、三甲基氯化銨或二茂鐵甲基、五甲基丙烷、二胺二溴及甲基紫精（MV）兩種電解液方案。

所提出的FcNCl/MV AORFBS方案首次將二茂鐵化合物應用到AORFBS。試驗結果表明，FcNCl/MV AORFBS具有能量密度高（45.5Wh/L）、循環性能好（在60mA/cm2下具有700個循環，每個循環具有99.99%的容量保留率，以及高達125mW/cm2的功率密度）、電解質為中性的優點，克服了傳統AORFBS的不足。

刊名：Journal of The American Chemical Society（英）

刊期：2017年第3期

作者：Bo Hu

編譯：徐嘉浩