离子电池(VALB) VALB 具有出色的电化学性能,平均工作电压为 1.4V。它具有 84 Whkg- 的极高密度。该电池具有出色的循环稳定性,在 100 mAg 的电流密度下经过 1000 次循环后容量保持率为 84,因此电池具有较长的使用寿命。全钒水系锂离子电池可以在 20-800°c 的更宽温度范围内工作 [9]。2. 结论发现氧化还原液流电池是最适合储能的电池。三种类型的氧化还原液流电池是(1)全液相电池。 (2)全固相电池和(3)混合氧化还原液流电池。比较这三种类型的电池,所有类型的电池都面临一些挑战,其中混合氧化还原液流电池被发现是储能最组成和最可靠的电池。最近开发的电池全钒水系锂离子电池(VALB)具有 84 WhKg- 的极高密度和长使用寿命。为了提高液流电池的性能,电极、离子交换膜、电池和电解质是液流电池发展的关键。参考文献 [1] Kyle Lourenssen, James Williams, Faraz Ahmadpour,
氧化还原液流电池的概念是在 20 世纪 70 年代提出的,铁基系统由于化学性质简单而成为早期候选系统 [5]。早期原型采用 FeCl₃/FeCl₂,表现出中等能量效率,但受到氢气析出和交叉损耗等问题的限制 [2](Weber 等人,2011 年)。20 世纪 80 年代,材料科学和电化学工程的进步促进了更坚固的膜和更稳定的电解质配方的开发,从而提高了 IRFB 的寿命和效率 [16]。先进的离子选择性膜的集成减少了电解质之间的交叉污染,这是实现大规模应用的关键一步 [14]。
摘要:本综述介绍并批判性地讨论了为提高氧化还原液流电池 (RFB) 的性能而开发和应用的改性膜的最新进展。本综述首先介绍了储能化学原理以及在工业和运输相关领域的能源转型中使用 RFB 的潜力。接下来简要介绍并比较了常用的膜改性技术。然后批判性地讨论了在不同 RFB 化学中应用改性膜的最新进展。概述了给定的膜改性策略、相应的非原位特性及其对电池性能的影响之间的关系。已经证明,需要进一步专门研究以开发最佳改性技术,因为改性通常会减少氧化还原活性物质的交叉,但同时会导致膜电阻增加。使用类似于水净化应用中采用的替代先进改性方法的可行性尚待评估。此外,仍必须研究改性膜在 RFB 循环过程中的长期稳定性和耐用性。最后强调了剩余的挑战和潜在的解决方案以及有希望的未来前景。
图 5 不同影响指标的排放量百分比细目。排放量基于从摇篮到坟墓的方法。影响类别:AP(酸化潜力)、EP(富营养化潜力)、PO(光化学氧化)、ADP(非生物资源耗竭潜力)、GWP(全球变暖潜力)、ODP(平流层臭氧耗竭潜力)、TAETP(陆地生态毒性潜力)、FAETP(淡水水生生态毒性潜力)、HTP(人类毒性潜力)、MAETP(海洋水生生态毒性潜力)。图 5 的基础数据可在支持信息 S2 中的“图 5 中绘制的数据”选项卡中找到
储能市场和氧化还原液流电池的机会 储能市场被广泛误解,其高度细分化,特定应用所需的特性(主要是放电时间和系统功率)对成本的相对重要性有着巨大影响。使这个市场进一步复杂化的是,各个细分市场的分类和命名并不统一,这使得比较来自多个来源的信息变得具有挑战性。在顶层,储能的主要类别是交通运输(主要是电动汽车)和固定式。虽然从概念上讲,氧化还原液流电池可以用于两者,但实际上唯一值得注意的应用是固定式存储(除非飞艇意外卷土重来),因为氧化还原液流电池的体积能量密度低,因此成本相对较高。
摘要。本研究对锂离子电池和液流电池进行了彻底的比较分析,它们是现代储能技术中的重要竞争对手。目标是阐明它们的独特特性和性能指标。与液流电池(分别为 100 Wh/kg 和 300 W/kg)相比,锂离子电池具有更高的能量密度(200 Wh/kg)和功率密度(500 W/kg),表明它们能够每单位质量存储更多能量并提供更高的功率输出。液流电池在循环寿命方面具有竞争优势,与仅提供 500 次循环的锂离子电池相比,液流电池可提供 1000 次循环的更长时间。此外,虽然锂离子电池的效率为 90%,而液流电池的效率为 80%,但后者对环境的影响较小,二氧化碳排放量减少(30 g/kWh),毒性等级较低。锂离子电池的材料成本较低,每千瓦时 (kWh) 为 200 美元。然而,与液流电池相比,它们的安装成本更高,分别为 5,000 美元和 200 美元,而液流电池的材料成本为 150 美元/千瓦时,安装成本为 8,000 美元,维护成本为 300 美元。此外,锂离子电池表现出优越的充电能力,充电率为 50 kW,放电率为 70 kW,超过了液流电池,后者的充电率为 30 kW,放电率为 40 kW。这项研究的结果强调了锂离子和液流电池在不同性能参数方面的细微优势和缺点。在选择满足广泛领域特定应用需求的储能技术时,这些信息对于做出明智的决策至关重要,包括便携式电子产品和电网规模应用。
该氧化还原液流电池旨在支持广泛的电化学研究,从氧化还原反应的基础研究到新电解质溶液和电极材料的开发。通过提供稳定可靠的实验平台,它使研究人员能够专注于优化系统的性能和效率,而不受设备限制。高耐化学性、易用性和适应性相结合,使该液流电池成为旨在突破氧化还原液流电池技术界限的实验室的理想选择。
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开发更高效、更具成本效益的海水淡化技术对于充分发挥海水淡化能力应对淡水短缺的巨大挑战至关重要。海水淡化液流电池是一种新兴的电化学装置,能够集成储能和海水淡化功能,是一种很有前途的可扩展且经济高效的海水淡化电化学技术。在此,我们报告了流速对甲基紫精/亚铁氰化钠 (MV/Na 4 [Fe(CN) 6 ]) 海水淡化液流电池 (DSRFB) 性能的影响。研究发现,增加流速可以降低电池电阻并提高能量效率、功率密度和海水淡化效率。具体而言,当流速从 20 mL/min 增加到 60 mL/min 时,MV/Na 4 [Fe(CN) 6 ] DSRFB 的能量效率从 56% 增加到 64%,功率密度从 14.72 mW/cm 2 增加到 15.33 mW/cm 2 。更重要的是,DSRFB 的脱盐率从 20 mL/min 时的 86.9% 提高到 60 mL/min 时的 93.9%。© 2021 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
从化石能源向可再生能源的过渡需要开发可持续的电能存储系统,该系统能够容纳越来越多的能源,功率更大,持续时间更长。液流电池被视为应对这一挑战的有前途的技术之一。由于该技术领域的不同创新仍在开发中,可重复、可比较和可验证的生命周期评估研究对于提供不同液流电池系统可持续性的明确证据至关重要。本文基于对 1999 年至 2021 年期间发表的不同液流电池系统的 20 项相关生命周期评估研究的回顾,探讨了与 ISO 14,040 系列中定义的阶段顺序相关的方法选择:目标和范围定义、清单分析、影响评估和解释。受良好实践示例的启发,确定了常见的差距和弱点,并得出了比较生命周期评估研究的建议。这包括扩大功能单元定义的建议,在使用输入/输出表的同时提供更详细和透明的 LCI 数据报告。该研究的结果也与《电池指令 2006/66/EC》的修订相关,该指令的第一稿正在欧洲理事会修订中,其中包括引入电池护照,这应鼓励电池生产商减少碳足迹并避免使用有问题的材料。