新型低成本铁基液流电池储能技术获新进展

中新网北京4月4日电 (记者 孙自法)记者从中国科学院金属研究所获悉，该所李瑛研究员、唐奡研究员团队在新型低成本铁基液流电池储能技术研究领域取得新进展。他们的最新研究结果证明，电极界面优化设计可有效提升铁负极性能，从而为实现全铁液流电池高效稳定运行提供了新途径。

据研究团队介绍，在诸多新型储能技术路线中，以全钒液流电池为代表的液流电池储能技术，本质安全、可灵活部署，因此成为长时储能技术中的首选电化学储能技术路线。其中，研发低成本液流电池新体系新技术，是解决现阶段液流电池产业化发展瓶颈的有效途径。

本次研究相关示意图：a.低温全铁液流电池功率密度与电压曲线；b.低温电池循环与倍率性能。中国科学院金属研究所/供图

在本项研究中，中国科学院金属所团队以铁负极氧化还原反应可逆性为切入点，先后通过电极界面缺陷设计和极性溶剂调控，成功实现了充放电过程中铁单质在电极纤维表面的均匀沉积和溶解。

通过在电极界面进行金属刻蚀处理，使得电极纤维表面富含缺陷结构，有效调控了二价铁离子在电极界面的沉积反应成核特性，促进了铁沉积反应均一性及氧化还原反应动力学，并利用理论计算和仿真分析揭示出二价铁离子在碳缺陷处的杂化作用增强机制及铁沉积过程演化规律。得益于此，研究团队组装的全铁液流电池实现了每平方厘米80毫瓦的功率密度和250圈循环99%的电流效率，循环稳定性有效提升了10倍。

此外，研究团队还通过在溶液中引入极性溶剂，利用极性分子与氢键相互作用，成功弱化了溶液的水合氢键网络，将电解液凝固点有效降低到-20°C以下，并且协同提升铁负极电化学可逆性。首次实现全电池在-20°C低温条件下100小时稳定运行，研究结果也为宽温域全铁液流电池技术产业化开发与应用推广奠定了技术基础。

据了解，该团队最新完成的这项储能技术研究成果论文，近日已相继发表于国际专业学术期刊《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)和《小的》(Small)上，论文第一作者分别为中国科学院金属研究所硕士生宋袁芳、博士生杨静，通讯作者为李瑛研究员、唐奡研究员。(完)