钒氧化还原液流电池 (VRFB) 电解质在高温 (> 40°C) 下热稳定性不足仍然是该技术开发和商业化的挑战,否则该技术将为间歇性可再生能源的长期储存带来广泛的技术优势。本文提出了一种组合添加剂的新概念,它显著提高了电池的热稳定性,使其能够在迄今为止测试的最高温度 (50°C) 下安全运行。这是通过结合两种化学性质不同的添加剂——无机磷酸铵和聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 表面活性剂实现的,它们共同减缓溶液中氧钒物质的质子化和聚集,从而显着抑制有害沉淀物的形成。具体来说,在 50°C 的静态条件下,沉淀率降低了近 75%。这一改进反映在完整的 VRFB 设备在 50°C 下连续运行超过 300 小时的稳健运行中,在 100 mA cm-2 电流密度下实现了令人印象深刻的 83% 的电压效率,并且在电极/流动框架或电解质槽中均未检测到沉淀。
AMG 宣布与 Shell 和 UCI 合作开展多项项目,其中包括一项价值约 2 亿美元的气化灰项目,用于生产高纯度氧化钒和钒电解液 Tdafoq Energy Partners 和 Delectrik Systems 签署了一份 VRFB 分销和制造协议。Tdafoq 将在沙特阿拉伯建立 VRFB 制造厂,到 2025 年,该工厂的产能将达到 GWh。 Schmid 和 Nusaned 成立合资企业,建设 VRFB 设施,“年产能为 3 GWh”
全钒液流电池 (VRFB) 作为最有前途的大规模储能技术之一,已在全球范围得到安装,并与微电网 (MG)、可再生能源发电厂和住宅应用相结合。为确保 VRFB 的安全性和耐用性以及能源系统的经济运行,电池管理系统 (BMS) 和能源管理系统 (EMS) 是基于 VRFB 的电力系统不可避免的组成部分。特别是,BMS 对于在可行且全面的电池模型的帮助下执行有效的监视、控制和诊断/预测功能至关重要。考虑到 VRFB 的应用通常集成在电网级系统中,因此需要 EMS 与 BMS 协调操作整个系统。最近有几篇论文回顾了 VRFB 的设计和建模。然而,VRFB 应用中的 BMS 和 EMS 在文献中受到的关注有限。本综述文章介绍了 VRFB 的原理、应用和优点,并对与 BMS 和 EMS 操作相关的最新 VRFB 建模技术进行了批判性回顾。更重要的是,本文结合 VRFB 系统的独特设计回顾了 VRFB 的最新 BMS,并提出了未来发展的建议。最后,本文讨论了几种 VRFB EMS,以说明它们在提高电网级电力系统稳定性和可靠性方面的重要性。
摘要。本文介绍了一种用于氧化还原液流电池实验的系统,使操作员能够独立处理这种创新能源转换器的优势和挑战,特别是在测试新材料(在本例中为回收材料)方面。由于始终需要降低成本,特别是双极板的成本,因此包括回收方面。除了空穴回收讨论外,还需要在系统开发和评估的不同阶段使用材料回收。测试包括开发一个由四部分组成的系列实验,操作员将在其中深入研究电池结构、其特性以及电解质测试和交叉挑战。
15 Lazard 平准化能源成本报告,2024 年 6 月,https://www.lazard.com/media/xemfey0k/lazards-lcoeplus-june- 2024-_vf.pdf 16 根据 OEM 技术数据,由于 VFB 能够 100% 放电,因此该数据较为保守。 17 VSUN Energy 的初步分析已确定,拟议的 4 小时 100MW VFB BESS 的运行参数可能部署每天至少 1.25 次循环(即每天 5 小时放电,包括 4 小时晚间峰值放电和 1 小时早间峰值放电)。VFB 对循环次数没有限制,而锂离子电池通常限制为每天 1 次循环。理论上,VFB 每天可以执行 3 次循环,这意味着每天 1.25 次循环相对保守。 18 根据 OEM 技术数据。 19 作为第二阶段的一部分,VSUN Energy 正在实施 VFB BESS 设计,通过“解构”实施将使用寿命延长至 40 年以上。“解构”VFB 保留了传统 VFB 的模块化优势,但可能提供更经济的扩展选项、更低的运营成本和更长的使用寿命。
全产业链钒液流电池生产基地项目落户重庆 重庆兴鑫钒业3500m³钒电解液项目 3500m³/年 四川威远联街新区 世纪荣华钒液流电池储能设备产业化项目(钒电解液、储能设备制造) 12GWh 江苏启东吕四港 甘肃庆阳钒电解液生产线 2万立方米/年 甘肃庆阳建龙集团7万立方米/年钒电解液加工基地 7万立方米/年 承德市英寿营子矿区 大连钒液流电池电解液生产线 大连永福储能年产2000立方米全钒液流电池电解液项目 2000立方米 雅安市
氧化还原液流电池 (RFB) 是一种很有前途的技术,由于其独特的架构,它可以在液体电解质中储存大量能量。近年来,各种新的化学物质都被引入到水性和非水性电解质中,作为降低系统成本的途径,最终实现了主板市场渗透的长期成本目标,即美元 < 100 (kW h) − 1。由于缺乏相同标准和假设下液流电池的资本成本数据,因此基于真实系统评估了基于事实的技术经济分析,以促进更具竞争力的系统探索。总共使用现有架构,基于水性和非水性电解质评估了九种传统和新兴液流电池系统。该分析旨在评估这些新兴系统满足成本目标的可行性,并预测它们在储能应用方面的技术前景。对这些液流电池的资本成本进行了比较和讨论,并为进一步改进提供了建议,以实现长期雄心勃勃的成本目标。
具有氧化还原活性的有机物库非常庞大,这些有机物可能是液流电池中电化学储能的潜在候选物,因此需要对分子寿命进行高通量表征。经证实的极其稳定的化学反应需要准确而快速的电池循环测试,而这种需求常常因以时间为单位的容量衰减机制而受挫。我们开发了一种用于高温循环氧化还原液流电池的高通量装置,为探索表征参数空间提供了一个新的维度。我们利用它来评估水性氧化还原活性有机分子的容量衰减率,作为温度的函数。我们在多种液流电池电解质的时间容量衰减率中展示了类似阿伦尼乌斯的行为,从而可以推断出更低的工作温度。总的来说,这些结果强调了加速分解方案对于加快长寿命液流电池候选分子筛选过程的重要性。© 2024 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可条款发布(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/),允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,只要对原始作品进行适当的引用。[DOI:10.1149/1945-7111/ad3855]
过去几十年来,可再生能源的增长增加了对具有成本效益的电能存储系统 (ESS) 的需求,该系统将客户需求与能源生产分离开来,从而可以始终为消费者提供可靠的供应 [1、2]。大规模并网存储需要能够承受大量充电/放电循环、具有高能源效率(至少 70%)并且资本成本合理 [3]。氧化还原液流电池 (RFB) 是拟议的替代方案之一,因为它们具有在能量容量和功率方面可以单独扩展的特殊能力。氧化还原电池是一种电化学系统,以流动介质中存在的氧化和还原电活性物质的形式储存能量。氧化还原活性物质包含在电解质中,通常储存在外部罐中。因此,能量容量由溶液体积和电活性材料的浓度决定,而功率输出由电池活性面积和电池数量决定。钒氧化还原液流电池是迄今为止研究最多、商业化使用最多的系统。该系统在两个半电池中使用同种元素的不同氧化态的离子,从而最大限度地减少通过膜扩散引起的电解质浓度变化,这是早期对先驱系统的调查中普遍存在的问题 [4]。尽管在这个研究领域取得了重大进展,全钒 RFB 仍远未达到成本目标 [5]。与储能容量相关的主要成本驱动因素是钒电解质 [6]。替代化学方法已被研究作为可行的低成本解决方案。其中,全铁因储能材料的易得性而脱颖而出 [7]。与全钒 RFB 一样,使用相同的氧化还原活性元素可消除交叉污染问题(尽管仍有待考虑当前的低效率)。然而,沉积和溶解速度很慢,并且作为副反应的氢气释放带来了额外的挑战。氢溴氧化还原液流电池 (H2-Br2RFB) 有望成为一种高功率系统,且电解质成本相当低 [8]。反应物储量丰富,
摘要:本文探讨了经过训练的人工神经网络 (ANN) 在预测钒氧化还原液流电池行为方面的新应用,并将其性能与二维数值模型进行了比较。目的是评估两个 ANN 的能力,一个用于预测电池电位,一个用于预测各种操作条件下的过电位。先前用实验数据验证过的二维模型用于生成数据来训练和测试 ANN。结果表明,第一个 ANN 可以在充电和放电模式下精确预测不同充电状态和电流密度条件下的电池电压。负责过电位计算的第二个 ANN 可以准确预测整个电池域的过电位,在电极膜和域边界等高梯度区域附近的置信度最低。此外,计算时间大幅减少,使 ANN 成为快速理解和优化 VRFB 的合适选择。