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2021年01月21日 | 欧洲大学联合研发最佳氧化还原流电池技术
2021-01-21
导读：一个国际研究小组声称，基于钒或溴化锌的电池代表了氧化还原流存储技术的前沿。他们已经确定了大约十几种氧化还原流存储技术的挑战和机遇，同时提供了其当前和预计的储能成本的估计。
来自西班牙布尔戈斯大学、意大利帕多瓦大学、芬兰阿尔托大学、捷克西波西米亚比尔森大学以及巴斯克研究与技术联盟（BRTA）的研究人员对所有氧化还原流电池（RFB）和混合型RFP技术进行了全面分析。他们认为这些技术在固定储能应用中是很有希望的锂离子技术的替代品。
研究人员表示氧化还原流储能与其他储能技术相比，具有灵活的模块化设计／操作、可扩展性、适度的维护成本、长寿命循环、高往返效率（RTE）、放电深度（DoD）、快速响应性和可忽略的环境影响等优势。这些积极因素大多与该技术独特的能量和功率解耦能力有关。
该小组说：“与其他技术（如锂离子电池）相比，功率和能量密度的限制通常被更具成本效益的可扩展性所克服。”
研究人员称钒氧化还原流电池（VRFBs）和锌溴氧化还原流电池（ZBFBs）——最具代表性的混合流电池种类——才是真正的技术状态。然而，使它们获得商业成功和适用性的道路仍然任重道远，他们补充道。
钒电池的主要障碍是钒的可得性低和成本高，以及需要一个双向直流／交流逆变器来连接电网。然而最近在电解质成分、膜和电极方面已经取得了进展，并且在效率、功率和电流密度方面也有改进。
研究人员表示，这些技术的另一大优势是能够立即响应电网的浪涌电力需求，应对下垂补偿和频率调节等电能质量电网服务。
科学家说：“目前的研究目标是能够提高活性材料浓度和能量密度的电解质，具有更高的质子电导率和更低的离子交叉的膜，能够更好的水力性能的多孔电极。然而主要问题仍然存在。能量密度的低值使得VRFB系统比同等的锂离子系统笨重得多。”
ZBFBs是电流密度相当低的器件，但由于电解质不受老化影响，因此没有循环寿命限制。
研究人员还研究了替代的水性无机纯流电池，如钒氧氧化还原流电池（VORFBs）、钒溴氧化还原流电池（VBFBs）、氢溴流电池（HBFBs）、聚氧金属酸盐基氧化还原流电池（POMs－RFBs）和水性有机氧化还原流电池（AORFBs）。此外，他们还分析了电解质和膜的不同材料。他们介绍了半固体流电池（SSFBs）和固体靶向／介导／助推流电池（SMFBs）的情况。
他们还研究了混合流动／非流动装置，如基于金属溶液的氧化还原对流电池，以及基于锌、铁、铜或金属空气的氧化还原流动储能系统。
研究人员表示：“针对低成本RFB的研究和开发不仅应着重于经济的材料，而且还应着重于优化的系统性能，主要是在能量密度和功率密度方面，同时还要保持高效率。根据RFB的长寿命和大规模应用（用于固定式能量储能目标），所用材料的稳定性和安全性对于确保可持续性和确保最终成功至关重要。”
史海拾趣
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